利用智能手机居家测量声速和重力加速度

利用两部智能手机,借助手机软件phyphox在家进行了多普勒效应实验.两部手机分别作为接收器和声源,让接收器和声源分别做自由落体运动,测得了接收频率和运动速度随时间的变化曲线,通过对数据的处理得到了声速和重力加速度值,并和理论值进行了对比,验证了用手机进行多普勒效应实验的可靠性,为以后实验的进行以及数据处理提供了参考.     

基于激光的测量技术在燃烧流场诊断中的应用

分析了工业发动机湍流燃烧场诊断的需求和面临的挑战,介绍了燃烧流场组分浓度、温度和速度等主要参数的激光测量技术,给出了其基本原理、在燃烧场诊断中的应用和国内外研究现状,分析了不同技术的特点及其适用性。简介了多参数综合诊断的作用和进展。对目前诊断和测量存在的主要问题和发展趋势进行了探讨。     

EAST中央控制系统

描述了EAST中央控制系统和EAST虚拟合作实验室系统的体系结构和各个部分的主要功能和设计思想。EAST中央控制系统主要功能是协调统一各个控制、诊断、采集子系统,为各个子系统提供统一的控制接口。EAST中央控制系统制定和规范了与各分控系统之间的通信协议,加强了对各分控系统的控制,统一和规范了控制数据的发布和控制参数的设置。系统按照功能模块设计和实施,有效地提高了系统的升级和扩展能力。     

基于虚拟仪器的舵机综合测试系统设计

为了在实验室条件下模拟舵机系统实际飞行时所受的气动载荷,实现舵机部件和整机的动静态测试,设计了基于虚拟仪器的舵机综合测试系统。针对舵机测试系统自动化化和综合化需求,基于PXI架构和LabWindows/CVI平台,完成了测试系统的硬件设计和软件设计,采用异步定时器实现了实时数据采集,采用tdms数据流实现了大容量高速数据的记录,运用多线程实现了良好的人机交互与流畅的曲线显示,采用ActiveX技术调用Excel实现了测试报表的自动生成。使用和测试结果表明,该测试系统显著提高了舵机测试的效率和精确度以及自动化水平,使用方便,性能稳定,为舵机性能测试和设计优化提供了可靠保障。     

基本型脉管制冷机的全三维数值模拟计算

建立了基本型脉管制冷机的三维物理和数学模型,在可压缩流动程序的基础上,开发了基本型脉管制冷机的三维非稳态可压缩交变流动与传热耦合计算的数值模拟计算程序。考察了截面平均参数在一个周期内随时间的变化情况,详细分析了脉管内的流场和温度场以及其他各主要参数的变化,对脉管制冷机的工作过程和制冷机理有了进一步的了解和认识,为脉管制冷机的结构改进和实用化奠定了一定的基础。     

传感器在固体熔化凝固实验中的运用

基于固体的熔化和凝固实验的传统做法,结合现代测量技术对其进行了改进,对晶体海波和非晶体石蜡的熔化和凝固进行了全程监控,取得了很好的实验效果并节省了实验时间,提高了实验的准确性.     

办好理科基地,为建设创新型国家培养优秀的后备人才

北京师范大学国家物理学基础科学人才培养基地在建设过程中,坚持贯彻“以学生为本,加强基础,拓宽口径,强化创新意识和能力的培养,促进知识、能力和素质协调发展”的教育理念,改革和完善了课程体系,充实和更新了教学内容,加强了课程建设和教材建设的力度,改善了教学软硬件条件,师资队伍完成了新老交替,并始终保持在较高的水平上.基地建设10年来,人才培养质量逐年提高.     

旋光仪的改进和实验功能拓展

设计制作了多功能旋光仪,通过光电采集系统和单片机控制电路,实现了光强的识别和记录,实现了旋转角、旋光率或溶液浓度测量结果的自动计算和显示,提高了测量的准确度和测量速度.     

现代物理学及其应用

 现代科学技术是生产力的一个重要因素,而现代物理学则是现代科学技术的基础.19世纪中期电磁感应现象的发现和电磁理论的发展,为电能的开发应用和电气化奠定了基础;19世纪末电磁波和电子的发现和研究,开创了无线电电子学的新时代;20世纪初期量子论、相对论量子力学和原子核物理的创立和发展,不但引起了物理学自身的革命,开始了微观、高速和高能领域的研究,而且也为半导体、激光和原子核能等新技术的开发应用提供了启迪的根据和明确的途径.物理学为什么具有这样的作用呢?物理学的现状和未来又是怎样和将会怎样发展呢?     

基于数据模型的卫星XTCE文件设计及应用

对XTCE的内容和特点进行了介绍,给出了基于数据模型的卫星XTCE文件设计思路,详细描述了XTCE文件中空间系统,遥测遥控统一模型的设计方法,以及XTCE文件的应用方法;基于数据模型的卫星XTCE文件设计方法在实际项目中的应用表明,该方法可以快速、高效的进行XTCE文件的设计和修改,简化了卫星数据交换格式设计的流程,增强了数据交换格式的通用性和继承性,促进了各应用系统间的信息交换,提高了卫星研制的效率和可靠性。     

X光探伤电视的微机图像处理系统的研究

Ｘ光探伤电视系统虽然具备节省Ｘ光软片和可在线探伤等优点以外，还存在着图像分辨率不很高的问题。其图像分辨率不很高的主要原因是由于Ｘ光所激发的二次射线造成的，这是一种随机的噪声干扰。利用在计算机图像处理中的叠加平均法可有效的去除这种噪声干扰，从而提高Ｘ光探伤电视的图像分辨率。电视图像的数字化需要高速的信号采集系统。用硬件构成的图像存贮体可实现高速的图像信号采集，并结合开窗口技术使得Ｘ光探伤电视的成本降低，为高分辨率Ｘ光探伤电视的广泛应用创造了有利的条件。这些对保证产品质量具有十分重要的意义。     

Optical encryption using phase-shifting interferometry in a joint transform correlator

We propose an optical encryption technique where the encrypted field and the decrypting key are obtained by three-step phase-shifting interferometry and registered as digital Fresnel holograms in a joint transform correlator architecture. Decryption can be achieved by digital or optical means. The technique allows the complete process to be achieved at high speed and data to be transfered via digital communication channels. Experimental implementation is performed in a system based on a programmable liquid-crystal TV display working in pure phase mode to represent the input data and to introduce the required phase shifts. A CCD is used to register the output data.     

高光谱RX异常检测的多DSP并行化处理技术

为达到高光谱图像数据RX异常检测处理的高速、实时、海量存储等要求,本文提出了一种基于 CPCI Express 标准总线架构的多DSP高光谱图像并行处理系统的解决方案。系统采用4片DSP共享数据总线和存储器的紧耦合与Link口互联相结合的硬件拓扑架构。在该硬件平台上,针对光谱RX异常检测算法以及光谱图像三维数据的特点,分配各DSP并行处理任务,提出了一种利用图像空间分块计算并求整个图像的均值矩阵与协方差矩阵的4DSP并行处理技术。结果表明,在保证同等探测效果的条件下,采用本文的RX异常检测算法4DSP并行处理技术,可以达到单DSP处理4倍的时间效率,解决了DSP内存容量对大数据量图像处理的限制,并较好的完成了光谱数据的实时处理要求。     

电视形心跟踪技术在260激光电视电影经纬仪上的成功应用

本文论述了新近研制成功的一种靶场测量用光电设备—260激光电视电影经纬仪,用于对飞行器进行外弹道测量。它能以半自动跟踪、电视自动跟踪及数学引导三种方式跟踪被测目标,具有很高的跟踪测量精度和很强的实时测量、实时输出能力。设备上加装的激光测距系统,使其具有单站定位能力。设备上的数字化实时电视形心跟踪器是由视频处理器、投影处理器与跟踪窗控制器等组成。它采用了TMS320系列的高速数字信号处理芯片组成的多微机并行处理结构及流水线技术,并与巧妙设计的模拟图象预处理技术相结合,成功地通过了室内检测、机场试验和外场校飞,曾以很高的回波率对不装合作目标的掠海导弹进行单站跟踪测量,距离达到10.4km。研制和现场实用结果证明,采用这种实时图象跟踪技术,使靶场光电设备增添了优异的性能。     

一种新的自组织聚类网络及其在数据融合目标分类中的应用

介绍了一种新的自组织聚类人工神经网络(DIGNET)模型和网络的非监督学习算法。针对数据融合和目标识别的特点,提出了基于DIGNET的决策层数据融合目标分类方法。利用仿真数据研究了DIGNET和自组织特征映射网络(SOFM)的聚类性能以及基于DIGNET的决策层数据融合结构,实验结果表明DIGNET较SOFM正确分类率高、抗噪能力好;基于DIGNET的决策层数据融合能够有效地实现融合识别。将该数据融合方法应用于前视红外(FLIR)和可见光摄像机目标跟踪系统,结果表明该方法是可行的。     

基于DIGNET网络的数据融合方法

针对数据融合和目标识别的特点,提出了基于DIGNET自组织聚类人工神经网络的数据融合方法。考虑到多传感器系统测量多个参量的特点,用并行的子网络结构代替中间隐层,实现了基于决策层的信息融合目标识别。利用仿真数据对基于DIGNET的数据融合方法进行了实验研究。实验结果表明,该方法具有数据正确分类率高和抗噪能力强等优点,有效地实现了融合识别。将该方法应用于前视红外和可见光双传感器目标跟踪系统的数据融合识别是可行的。     

一种新型高速电影经纬仪

112高速电影经纬仪是一种新型的高速光电跟踪测量设备,可用于快速飞行目标的轨迹测量和姿态记录,单台完成定位,并有实时输出的功能。该设备与传统的电影经纬仪相比,具有明显的特点,它采用双反射镜跟踪的结构方式,减少了运动部分的惯量,并提高同步数据采集处理速率到200次/秒和高速同步摄影频率到200f/s,有利于高速跟踪测量。该设备采用电视跟踪、计算机程序控制、单杆操纵等多种跟踪方式,可根据不同的目标特性方便地选用或组合使用,可靠地完成对目标的自动捕获和跟踪测量,最大跟踪速度为90°/秒,最大跟踪加速度为90°/秒²。本文还介绍了该设备在靶场使用情况。     

A novel optical burst switching architecture for high speed networks

A novel optical burst switching （OBS） high speed network architecture has been proposed. To verify its feasibility and evaluate its performance, just-enough-time （JET） signaling has been considered as a high performance protocol. In the proposed architecture, to avoid burst losses, firstly, a short-prior- confirmation-packet （SPCP） is sent over the control channel that simulates the events that the actual packet will experience. Once SPCP detects a drop at any of the intermediate nodes, the actual packet is not sent but the process repeats. In order to increase network utilization, cost effectiveness and to overcome some limitations of conventional OBS, inherent codes （e.g., orthogonal optical codes （OOC））, which are codified only in intensity, has been used. Through simulations, it shows that a decrease in burst loss probability, cost effectiveness and a gain in processing time are obtained when optical label processing is used as compared with electronic processing.     

反射内存网络集线器设计与研究

现有的星型反射内存网络集线器仍以高速数据选择器为核心器件构建,其实质还是将相连的节点组成环形拓扑结构的反射内存网络,并不是真正意义上的星型拓扑结构。针对这一问题,本文设计并实现了一种真正意义上的星型拓扑结构的反射内存网络集线器,并能够通过百兆以太网进行配置与实时监视数据传输过程中的性能指标。该集线器采用了FPGA配合8路高速串并/并串转换芯片的架构,实现了与集线器相连节点的星型拓扑结构,具有很好的并行处理能力,提高了网络数据映射速率。最后,通过实验验证了该集线器的稳定性、实时性与可靠性。     

光条纹中心的实时快速提取

在光电检测系统中,光条纹中心的准确、快速提取是保证系统精度和实时性的必要条件。采用大规模并行算法和串行流水技术,提出了一种基于Steger算法的串并结合的处理结构。该方法在比原算法节省大量逻辑资源的同时,光条纹中心提取速度得到了大大的提升。给出了基于FPGA的实现方法,提取精度达到了亚像素级。