摘要：针对数控加工中心中存在影响加工精度的几何误差问题,进行了空间几何误差场建模分析并设计了一种通用的空间误差场仿真分析软件。首先,基于多体系统理论对几何误差元素进行了分析,根据加工中心拓扑结构建立了空间误差场模型,模型与加工中心的工件链和刀具链中的运动轴类型和位置密切相关。为了方便分析不同类型加工中心的误差场,基于Visual Studio平台设计了三轴数控加工中心通用的空间误差场仿真软件,可实现加工中心误差场的可视化,同时可针对工件的加工代码生成补偿后加工代码,有利于加工中心的结构设计和后续误差补偿。最后将误差场仿真软件应用到Carver800T型立式加工中心。结合测量得到的误差项数据对加工中心工作空间误差场进行分析,得到工作空间误差分布曲线以及整个工作空间的误差场分布,同时得到工件补偿加工代码,为该加工中心的精度提高和误差补偿提供了依据。

摘要：为降低窄带宽超材料吸收器(Metamaterial Absorber,MA)制造成本的同时拓宽其应用领域,本文基于时域有限差分法利用介质材料设计出双波长窄带宽介质MA,其由Au衬底、SiO_2介质层和Si介质非对称光栅构成。经模拟计算发现,本文提出的双波长窄带宽介质MA在λ_(1)=1.20852μm和λ_(2)=1.23821μm具有超高吸收效率,而且FWHM也分别只有0.735 nm和0.077 nm。MA在λ_(1)实现窄带宽吸收主要是因为光在SiO_(2)层形成了法布里-珀罗(Fabry-Pérot,FP)腔共振,而MA在λ_(2)实现窄带宽吸收主要是由于入射光在介质非对称光栅中形成了导模共振效应。经理论计算可知,通过改变MA的结构参数可对其吸收特性产生较为显著的影响。

摘要：针对太阳能光伏小屋发电系统设计中为达到小屋全年光伏发电总量尽可能大,而单位发电量的费用尽可能小的目标,提出光伏组件的优化铺设问题。通过对铺设对象光伏组件进行聚类操作,筛选出属性相近的高效光伏组件,减少优化计算量。在太阳光伏组件铺设过程中,采取最左下角原则、最低水平线原则和效益最大化原则的改良贪心算法搜索,取得光伏组件铺设的最优解。

摘要：提出了一种结构简单且可激发环偶极子共振的全介质超材料,该超材料具有高品质因子(Q)和高灵敏(FOM)值。基于环偶极子共振电流密度和电场分布,分析了超材料能够激发环偶极子的内在物理机制。经模拟计算发现,全介质超材料的Q值和FOM值可分别达到14000以上和672.7/RIU左右。基于谐振子耦合模型和共振波长处的电场分布,分析了超材料全介质开口环间距和探测物厚度对其Q值和环偶极子共振波长的影响机理。该研究可以为设计制备应用于生物、化学探测的高质量环偶极子共振超材料传感器提供理论基础。

摘要：基于设计出超精密机床的目的,研究了机床的几何误差建模和误差的灵敏度分析。基于刚体运动学和齐次变换矩阵(Homogeneous Transformation Matrix,HTM)建立了RTTTR配置的超精密五轴机床的几何误差模型,模型涉及37个误差分量。分别对37个误差分量进行了几何误差的灵敏度分析,分析结果将应用于超精密五轴机床的设计与制造上。

摘要：基于光栅层控制光波传播耦合波方程,设计了能够实现共振波长可调谐的亚波长光栅导模共振滤波器.通过调谐空气层的厚度,滤波器可以实现波长75nm的调谐,线宽均小于或等于1nm.将共振波长可调谐滤波器与中心波长为1.55μm的垂直腔面发射激光器(VCSEL)集成,形成了激射波长可调谐VCSEL.研究发现激射波长调谐范围与共振波长可调谐滤波器相同,而且在相同空气层厚度下,激射波长可调谐VCSEL的激射波长和共振波长可调谐滤波器的共振波长相同.该VCSEL不仅可以选择激射波长还可对输出横向模式进行选择.

摘要：文章提出一种改进陷波器来抑制激光振镜电机摆动时扭力共振频率所产生的振动与噪音。首先,通过精心设计的实验,分析振镜电机共振频率,建立振镜电机扭力共振频率频谱图,进而设计出抑制共振频率的陷波滤波器电路;其次,通过严格的数学分析与理论推导,计算出最佳电路参数,利用Orcad PSpice与Matlab进行仿真验证电路参数,实现了数字陷波器的优化设计,并将实体电路加入激光振镜电机驱动器回路内。设计两级级联陷波滤波器,通过可变电阻可以方便地调节滤波频率和衰减深度的参数,以抑制一阶和二阶扭转共振。实验结果表明,该陷波器的Matlab仿真结果和计算分析结论一致,级联陷波器能有效地抑制振镜电机运转时的扭转共振,提高激光振镜扫描系统的精度和稳定性。

摘要：为了使超材料完美吸收器(metamaterial perfect absorber,MPA)能够同时实现吸收效率和吸收波长的控制,本文提出利用二氧化钒(VO2)和石墨烯作为MPA的材料,通过对MPA的结构设计,在红外波段实现了高吸收,吸收效率最高可达99%.研究发现通过改变VO2的温度和石墨烯的化学势,可同时实现MPA吸收效率和吸收波长的控制,吸收效率调制深度和吸收波长调谐范围分别可达97.08%和3.2μm.通过对MPA在吸收波长处的磁场分布分析可以得出,MPA能够产生高吸收是由于其形成了法布里-帕罗(Fabry-Pérot,FP)干涉腔共振,研究发现MPA的结构参数对FP腔的共振波长具有显著的影响.

摘要：针对数字版权保护的应用需要,研究了基于二维离散余弦变换的图像数字水印算法的适用性。首先在Matlab平台中设计了基于二维离散余弦变换的数字水印嵌入、提取和抗攻击的算法程序,然后采用经典灰度二值图像进行了实验研究。结果表明,将二维离散余弦变换应用于图像数字水印,其水印图像的质量保持较好,且水印具有较好的不可见性,抗击低通滤波的能力较好,但抗旋转攻击和较大范围剪切攻击的能力较弱,因此其总体鲁棒性相对较好,能够较好地满足图像数字水印的应用要求,但后续要对二维离散余弦变换的水印算法进行改进性研究,尤其要提升其鲁棒性,从而更好地满足数字版权保护的应用需求。

摘要：三维掌纹能显著地减少应用过程中潜在的安全隐患,近年来吸引了越来越多的关注.然而,现有的三维掌纹识别方法大多借助人工设计的描述符来进行匹配,这往往需要先验知识.本文提出一种基于学习策略的局部方向特征二进制编码来完成三维掌纹识别.该方法利用形状指数来描述三维掌纹的局部几何特征,并且在形状指数图像上计算Gabor滤波器响应并将响应差值组合起来形成特征向量.提出利用哈希学习模型得到特征映射函数并将响应差值特征向量转换为方向特征二进制编码,并对方向特征二进制编码图采用分块策略形成特征直方图来进行匹配.在香港理工三维掌纹数据库上的实验结果表明,本文方法在识别率上要优于目前流行的其他三维掌纹识别方法,从而验证了本文方法的有效性.