摘要：应用传输矩阵法对含色散负折射率缺陷一维sinc函数型光子晶体的光学传输特性进行了研究。结果表明:含色散负折射率缺陷的sinc函数型光子晶体比含同样缺陷的余弦函数型光子晶体具有更宽阔的光子禁带;该光子晶体的禁带宽度随着介质层折射率nB(0)、nA(0)或半周期厚度的增大迅速收缩变窄,缺陷模消失;当光波入射角增大时,禁带宽度变宽,缺陷模与禁带一起红移;计算还发现该禁带结构对色散负折射率缺陷层的位置变动十分敏感;但是,缺陷层厚度的变化不会改变禁带的位置和宽度,此时缺陷模会随着缺陷层厚度的增大向着禁带中心移动。这些结论对一维函数型光子晶体的设计具有重要参考意义。

摘要：无刷直流电机(BLDC)有着高效率和可靠性等优势,因此在现代电动航空推进系统中广泛应用。与传统的电机相比,BLDC电机具有更佳的性能和较长的运行寿命,这使其成为电动航空领域的首选。本文探讨了电动航空推进系统中无刷直流电机的设计与控制,之后分析了电机控制策略,从基本的六步换向控制到高级的矢量控制和直接转矩控制,展示了通过先进的设计与控制技术优化电机性能的具体方法。

摘要：设计一种为无线电能传输系统提供高频交流电的三相相移控制逆变器。该逆变器由三相D类半桥逆变桥组成,其开关管运行于固定的切换频率下,通过调整各相半桥的驱动相位差来调节输出电压,从而实现无线电能传输系统功率的调节。对三相相移逆变器的主要性能,包括相移角与输出电压的关系、相电流、各相零电压切换状态等进行分析,并推导无线电能传输系统在使用相移控制和频率控制下的效率。开发三相的相移逆变器原型机并应用于无线电能传输系统,在两个外边长为90cm、70cm的平面矩形螺旋线圈间传输能量。实验表明当相移角从0°到120°之间调节时,在接收端10Ω电阻负载上接收到的功率从5.2kW到0变化。同时在最大输出功率时测得逆变器直流输入到接收端直流负载的DC-DC最大效率为94%。

摘要：设计了一种耦合电感的循环级联方法来实现多相逆变之间的电流平衡,并分析了耦合电感参数对系统性能的影响;对多相并联下系统主要的功率损耗进行了分析,以解释在大输出电流条件下多相系统具有较低损耗的原因,开发了6相D类半桥逆变并联的原型机对系统性能进行验证。实验表明该方法能够将相间电流不平衡控制在较好的范围之内。使用2个外边长90 cm×70 cm的4圈的平面矩形螺旋线圈,在距离20 cm时进行无线电能传输。当接收端整流桥后的6.87Ω负载上获得15 k W的功率时,测得发送端直流输入到接收端直流负载的DC-DC效率为94.7%。

摘要：针对选择性催化还原系统产生的沉积物易造成喷嘴堵塞,引起喷嘴管路背压过高及雾化喷射不均匀等问题,设计并研制了一种防沉积物堵塞喷嘴。该喷嘴通过调节喷嘴芯与螺套的锁紧量调定喷嘴的稳定喷射压力,并通过对喷嘴芯的最大开度进行机械限位,有效避免了尿素雾化喷射不均匀及NH 3逃逸等问题。对喷嘴的起闭特性与孔口径向截面的流量特性进行了理论分析,结果表明:当喷嘴因沉积物造成堵塞时,喷嘴芯开度随压力升高而增大,喷嘴孔口径向截面面积及截面质量流量也随之增大,有效提高了喷嘴内部沉积物的排出率,并降低了孔口外部沉积物的凝结风险。采用流体仿真软件Fluent对喷嘴的喷射特性进行了数值模拟,进一步探究了不同喷嘴芯开度及锥度角对喷嘴孔口径向截面面积、截面速度分布及截面流量特性的影响。最后,通过试验验证了喷嘴的喷射效果与开启压力精度。试验结果表明:采用该喷嘴后,喷嘴雾滴分布均匀,雾化效果良好,且在各稳定喷射压力下喷嘴均可以稳定开启,开启压力精度为±5%。

摘要：构建了基于空气孔型Ga N平板光子晶体(PC)的层状发光二极管(LED)模型。基于平面波展开方法,得到了空气孔型平板光子晶体的能带结构,分析了空气孔半径对禁带宽度的影响,得出最大禁带宽度约为21.5%。设置电偶极子位于Ga N介质层的中心,并在x-y平面内极化,辐射源采用高斯形脉冲,波长取为450 nm,采用三维的时域有限差分法计算LED的出光效率,讨论了平板光子晶体的厚度和空气孔的半径对层状LED的相对出光效率的影响,结果表明:存在最优结构参数值获得最高的相对出光效率,其值约为2。

摘要：设计了一种基于TiO2介质的全介质电磁诱导透明超表面模型,该结构由两根十字垂直交叉的介质棒和四个介质方块组成.在入射电磁场的作用下,介质棒中直接被入射电磁场激励的米氏电谐振通过相互耦合作用激发了介质方块中的磁共振,并产生谐振模之间的相消干涉,从而产生了类电磁诱导透明现象.利用电磁仿真软件和双谐振子耦合模理论,模拟计算和定量分析了类电磁诱导透明效应,结果表明:在电磁波正入射下,该结构在0.552THz处产生一透射率接近96%的透明窗口.由于其结构单元具有4度旋转对称性和多个暗模谐振元素,使得诱导透明效应出现较宽频带且呈现出对入射电场极化方向不敏感的特性.

摘要：在对无线电能传送(WPT)系统进行测试时,需要对运行频率、开关管的占空比与死区时间等参数进行调整,对电流、电压等参数进行采集,同时需要确保系统的开关管运行于零电压开通状态以获得较大的传输功率和较高的传输效率。因此,设计了一套基于ARM及现场可编程门阵列(FPGA)的测控系统及相应的上位机软件。测控系统的测控板采集直流电压、电流输入值和高频交流电压、电流输出值,以及交流电流与电压之间的相位差,并计算WPT系统的效率。目前,该系统已经成功应用于电动汽车无线充电系统、大间距无线电能传输系统、在轨无线供电的小火车实验系统等。

摘要：针对传统3D打印系统存在耗能大、打印速度较慢等缺点,设计基于激光处理技术的3D打印智能化系统,首先振镜电机接收到外界射入的激光束,通过反光镜将激光束反射到扫描平面上,获取对象信息,并将信息传输至驱动模块,然后传感器将据信息传输到PLC中的可编程逻辑控制单元进行处理,处理后信息反馈到机械本体子模块多个驱动器内,实现对3D打印系统的驱动,最后通过低通滤波器解调PWM脉冲方波,根据傅里叶级数保存直流分量滤除其他谐波,获取较低电压,提高激光扫描效率。实验结果表明,设计系统的打印机平均打印时间为36.65 ms,最低能耗可达0.315×10-3J,即该系统耗能低、打印速度快。

摘要：针对一旧的速降装置存在诸多技术缺陷,设计一新的基于钢索的速降装置,分析其工作原理和结构特点,进行力学建模,给出安全性计算公式并进行校核,针对可能存在的安全隐患进行改进和进一步校核,确定改进方向。该新装置的特点是结构简单、重量轻、制动力大、操作方便、制造工艺性好。