电流模式SEPIC变换器倍周期分岔现象研究

以SEPIC变换器中前置电感电流为控制对象,建立了SEPIC变换器断续电流模式下的离散时间模型, 并分析了不动点的稳定性.通过相轨图、功率谱图以及分岔图, 发现电路中存在一种特殊的倍周期分岔现象——电路的运行状态经历了1倍周期、 2倍周期、4倍周期再到2倍周期、4倍周期,最终进入混沌状态.实验结果与仿真结果相一致, 证实了SEPIC变换器在断续电流模式下存在这种倍周期分岔现象.     

下倾-立管系统中严重段塞流现象的周期特性

本文在室内的模拟实验系统上对严重段塞流的周期特性进行了实验研究.通过对实验现象和立管底部的压力波动信号分析后发现,严重段塞流的周期主要取决于液塞形成和液塞流出阶段所经历的时间,与气相表观流速,液相表观流速、下倾管倾角等实验参数有关.通过下倾管中的气体在积累阶段质量守恒方程,得到严重段塞流周期计算模型.模型的预测结果与实验测得的周期相比偏小.在较大的气、液相表观流速下,严重段塞流周期计算模型的预测结果比较准确.     

非磁化等离子体Hopf分岔处随机共振实验

在非磁化的直流放电等离子体中,利用系统内禀的周期驱动力与外加的高斯白噪声的协同作用,成功地在系统动力学轨道Hopf分岔的不动点一侧,观察到了周期信号的信噪比被噪声改善的随机共振现象.一维过阻尼系统的随机共振模型可以解释所观察的实验结果.比较实验结果与理论模型可知,系统动力学轨道发生Hopf分岔的原因是系统双稳态之间势垒的变化 在Hopf分岔的极限环一侧观察不到随机共振现象,其原因是此时系统已经处于超阈值周期驱动的状态     

随机介质ZnO激光的一种整体效应模型

从实验现象出发建立了无序介质激光的一种整体散射效应物理模型，认为无序介质激光是无序介质中局域-非周期-类结构与相匹配的抽运光相互作用的结果.并以ZnO粉末激光参数为例进行数值模拟，结果与实验定性符合. 关键词： 无序增益介质 局域-非周期-类结构     

单摆实验仪的改进

针对传统单摆实验,小球在摆动时容易产生圆锥摆现象,导致周期测量不准,影响实验结果的准确性.对此,本文采用双线摆取代单线摆,避免小球产生圆锥摆现象;同时采用光电门对摆动进行计时和计数,减少人为误差的引入,进而提高实验精度.     

忆阻自激振荡系统的隐藏吸引子及其动力学特性

由压控忆阻替换三维自激振荡系统的线性耦合电阻,实现了一种新型的四维忆阻自激振荡系统.该系统不存在任何平衡点,但可生成周期、准周期、混沌等隐藏吸引子;特别地,当初始条件不同时,系统出现了不同拓扑结构混沌吸引子或准周期极限环与混沌吸引子的共存现象,以及准周期极限环与多种拓扑结构混沌吸引子的多吸引子现象.理论分析、数值仿真和硬件实验的结果一致,表明了所提出的忆阻自激振荡系统有着十分丰富而复杂的隐藏动力学特性.     

单周期控制Cuk功率因数校正变换器中的中尺度不稳定现象分析

基于单周期控制的自治性,建立了描述单周期控制Cuk功率因数校正(PFC)变换器动力学行为的非线性状态平均模型.在此基础上,采用谐波平衡法得出了该系统周期平衡态的近似解析表达式,继而通过判定Floquet乘子的变化趋势,准确地预测了该变换器首次失稳时分岔点的位置和类型,揭示了系统出现中尺度不稳定现象的物理机理.研究结果表明,该变换器周期闭轨稳定性的丧失,即Neimark-Sacker分岔的发生是最终导致中尺度振荡现象产生的根本原因.最后,电路实验验证了理论分析的正确性.这些研究结果不仅揭示了单周期控制CukPFC变换器中的中尺度分岔行为的本质,而且为系统电路参数的设计提供了理论依据.     

一维准周期晶格的性质及应用

准周期晶格在冷原子领域被广泛研究,它使得人们可以在一维或者二维系统里研究扩展到安德森局域的转变. 2008年, Inguscio研究组在冷原子系统里制备了一维准周期晶格,并观测到了安德森局域化现象,这极大地推动了准周期系统的理论和实验研究.后来, Bloch研究组在制备的一维和二维准周期晶格中都观测到了多体局域的现象.最近,他们还在准周期晶格中成功观测到迁移率边以及存在迁移率边的系统的多体局域现象.这些冷原子实验推动了多体局域以及迁移率边等方向的研究.准周期晶格已经成为一个平台,它对很多物理现象的影响正在被广泛研究,并可以尝试在冷原子实验中观测到这种影响.本文结合作者的一些相关工作,对一维准周期晶格一些近期的研究进行了简要综述,介绍了一些相关的重要的冷原子实验,讨论了准周期晶格的一些重要性质,以及它对一些物理现象(比如拓扑态)的影响.     

用COMSOL模拟网球拍效应

网球拍效应(TRE)指刚体绕第二惯量主轴旋转时的不稳定现象,它作为生活中常见的现象,在物理教学中常被提及,但有关的定量实验较为缺乏.本文中,我们在约化相空间中给出了TRE的直观解释,并利用COMSOL软件对该现象进行了研究,研究了不同初始条件参数和刚体设置对翻转周期的影响.我们发现“翻转耗时”对初始扰动不敏感,用它代替整个翻转周期可以减少测量和仿真模拟中误差的影响,从而在COMSOL仿真中实现了0.14%的测量误差.此外我们利用手机进行实验,观察到了TRE且定量结果与理论预期一致.本工作有助于学生形成关于TRE的物理图像,有助于TRE的物理教学定量实验设计.     

掺钛蓝宝石自锁模环形激光器中的混沌现象

报道在掺钛蓝宝石自锁模环形激光器中出现的混沌现象.在一定的控制参数下,激光器可以相继运转在常规自锁模、准周期自锁模和混沌自锁模状态.实验结果验证了最近的理论预测. 关键词：     

87Rb冷原子EIT介质中光学信号存储与释放的实验研究

在87Rb冷原子介质中,利用电磁感应透明(EIT)动力学过程,实现了光学信号的存储与释放.实验研究了Larmor进动导致的释放信号崩塌和复原现象,结果表明,当提供量子化轴的磁场超过100 mG时,实验测量得到的拉莫尔周期与理论计算结果较好的相符,这为下一步开展量子存储研究提供了实验基础.     

损耗调制型掺铒光纤环形激光器混沌现象的实验研究

报道了损耗调制型掺铒光纤环形激光器中的混沌现象.在单频损耗调制型掺铒光纤环形激光器中,改变调制频率或调制电压,观察到倍周期分岔和阵发两种进入混沌途径的共存现象,与抽运调制型掺铒光纤环形激光器的实验结果相一致.提出了一种采用两个正弦信号驱动的损耗调制型掺铒光纤环形激光器,在调制信号频率比近似等于黄金分割数和白银分割数时,增加调制电压,发现激光器通过准周期途径进入混沌.当调制信号两频率比不同时,发生转变所需的调制电压也不同. 关键词： 掺铒光纤环形激光器 混沌 倍周期分岔 准周期     

论铁共振电路中的闪动现象

在含有适当容量白炽灯的铁共振电路中,观察到闪动现象。本文对这种闪动现象给以解释,指出发生闪动现象的条件,并且给出了计算闪动周期的方法。实验数据和理论结果基本上相符。     

大气压氦气介质阻挡放电倍周期分岔及混沌现象的实验验证

采用具有平行电极结构的介质阻挡放电装置,在大气压氦气条件下进行了一系列放电实验,观察了放电波形并对其进行了频谱分析.结果表明,在一定条件下随外施电压幅值的增加,大气压氦气均匀介质阻挡放电会由周期一态放电经周期二态、周期四态放电进入混沌态放电.研究验证了大气压氦气介质阻挡放电经倍周期分岔路径通向混沌的现象,不仅仅出现在数值仿真中,在现实实验中也是确实存在的.     

非磁化等离子本Hopf分岔处随机共振实验

在非磁化的直流放电等离子本中,利用系统内禀的周期驱动力与外加的高斯白噪声的协同作用,成功地在系统动力学轨道Ｈｏｐｆ分岔的不动点一侧,观察到了周期信号的信噪比被噪声改善的随机共振现象。一维过阻尼系统的随机共振模型可以解释反观察的实验结果。比较实验实验结果与理论模型可知,系统动力学轨道发生Ｈｏｐｆ分岔的原因是系统双稳态之间势垒的变化;在Ｈｏｐｆ分岔的极限环一侧观察不到随机共振现象,其原因是此时系统已经     

混沌电路电容参数的选择优化

通过测试蔡氏电路中关键元件的电压特性关系,给出了混沌电路稳定出现八倍周期分岔现象时电路对元件性能的要求. 实验发现相移电容的电压稳定性是实验的关键.     

强流束晕-混沌的外部磁场开关控制

研究了强流离子束在周期聚焦磁场通道中束晕-混沌的外部磁场开关参数控制方法. 将该方法应用在多粒子模型中，实现了对5种不同初始分布质子束的束晕-混沌的有效控制，得到了消除束晕及其再生现象的理想结果.在强流加速器系统中，由于外部磁场是可测和可调 的物理量，因此该控制方法有利于实验研究，可为强流质子加速器中周期聚焦磁场的设计和实验提供参考. 关键词： 强流离子束 周期聚焦磁场通道 束晕_混沌 混沌控制 开 关控制     

单摆实验的探究

利用乒乓球等简易实验材料多方位地探究了影响单摆周期的因素.该方法取材容易、实验现象直观,探究过程符合学生的认知过程,利于激发学生学习兴趣,培养学生动手能力.     

碳纳米管辐射太赫兹波的理论分析与数值验证

基于简单紧束缚方法理论,利用一维碳纳米管的量子化周期边界条件得到了碳纳米管的电子能级结构关系.并结合已报道的碳纳米管中电子与声子相互作用的实验结果,得到了碳纳米管能够辐射太赫兹波的结论.通过数值结果验证了碳纳米管在外场作用下能够产生太赫兹波,并对数值计算结果中太赫兹波的振荡现象给予合理的解释.其结果为进行碳纳米管产生太赫兹辐射的实验研究提供深入的理论基础. 关键词： 太赫兹波 碳纳米管     

自调Q光纤激光器的理论分析和数值模拟

基于自调Q光纤激光器的基本理论,结合速率方程理论与自调Q特点,借助简化的环形腔掺Er3+光纤激光器模型,分析了泵浦功率与自调Q脉冲周期、峰值功率的关系.随着泵浦功率的增加,光纤激光器自调Q脉冲的周期减小,峰值功率变大；当信号光强足够大时,激光器的自调Q现象消失,变为准连续激光输出.通过MATLAB编程对光纤激光器输出特性进行了数值模拟,模拟结果与实验结果基本相符.