一种不确定性捆扎线束电磁耦合效应的广义等效建模方法

线束在实际布线过程中存在空间布局特性,其芯线数目大、空间任意弯曲以及位置不确定等特点给线束耦合干扰的建模与分析带来了挑战.不确定性全线束模型耦合干扰的数值仿真对计算能力提出了更高要求,甚至无法进行有效计算.因此,本文提出了不确定性捆扎弧形线束电磁耦合效应的广义简化建模方法,考虑了捆扎线束内导线相对位置的不确定性.基于高斯分布和样条插值方法,建立了不确定性捆扎线束内导线的位置,根据多导体传输线理论确立了等效线束的几何截面结构参数,通过圆弧和正弦捆扎线束数值算例验证了本文方法的有效性.     

邻近电感互耦的准方波脉冲形成网络设计

针对小型化紧凑型脉冲源的应用需求,开展了电感存在互耦的准方波脉冲形成网络设计技术研究。首先介绍了基于坐标轮换-直接搜索法的准方波脉冲形成网络优化技术研究,获得了网络元件的电感、电容值以及准方波的解析表达式;然后推导了邻近电感互耦网络的等效去耦电路解算方法,基于回溯法,最终给出了全网络各元件值的求解算法;最后分别针对等电容情形及规定电容的情形,求解给出了网络元件参数值。算例结果表明:电感存在互耦的准方波脉冲形成网络可获得较理想的准方波脉冲输出。基于互耦电感的巧妙设计,有利于实现紧凑型准方波脉冲形成网络的设计。     

"电感和电容对交变电流的影响"演示实验的改进

"电感和电容对交变电流的影响"演示实验的操作难度大且现象不明显,为此介绍了2种演示该实验的方法,一是通过将电灯分别与电感(电容)和电阻串联对比进行实验来演示电感和电容对交变电流的影响;二是通过信号发生器和示波器来研究交流电对电感(电容)的影响.2种方法演示效果均较好.     

基于粒子模拟的磁绝缘传输线等效电容和等效电感的计算

提出了一种基于粒子模拟的磁绝缘传输线等效电容和等效电感计算方法,在层流模型得到的同轴磁绝缘传输线等效电感和等效电容理论公式中引入修正因子,对粒子模拟所得结果进行数值拟合,获得了等效电容和等效电感修正因子依赖于电压的拟合表达式,修正后的等效电容和等效电感理论公式与粒子模拟结果符合较好,所得结果可用于磁绝缘传输线的等效电路建模。     

电感电流连续模式下Boost变换器的分数阶建模与仿真分析

基于分数阶微积分理论以及实际电容和实际电感在本质上是分数阶的事实,建立电感电流连续模式下Boost变换器的分数阶数学模型以及分数阶状态平均模型并进行理论分析,给出Boost变换器运行于电感电流连续模式下的参数条件.最后,基于Matlab/Simulink软件建立运行于电感电流连续模式下Boost变换器的分数阶仿真模型,并进行数值仿真分析以验证分数阶建模与理论分析的正确性. 关键词： Boost变换器 电感电流连续模式 分数阶微积分 数值仿真     

粗糙面上粒子层矢量辐射传输方程的二阶迭代解法

为了探究典型粗糙面上随机粒子层中能量传输的多次散射机制,提出了一种基于矢量辐射传输方程的建模二阶计算方法.该建模方法将建模场景(粗糙面上粒子层)在高度维(Z轴)划分为多个传输散射层,基于矢量辐射传输理论中的一阶迭代散射解,利用典型粗糙面的半经验半解析方法,求解出整个场景的二阶迭代散射解.同时,研究粒子层能量在粒子与粒子间的多次散射机制,以及粒子与地表粗糙面间的多次散射机制.数值结果表明,该二阶迭代解法相较于矢量辐射传输方程的一阶迭代散射解,能够更完整地探究互作用的散射特性,且可从能量传输角度解译建模场景中物体间的相干作用,从而可用于植被地物环境下的多次散射机制的解析以及散射系数变化趋势的预估.     

基于相关分析与最小二乘支持向量机的TE过程多模型建模

针对TE化工过程高度非线性、复杂性的特点,文章提出了一种基于相关分析和最小二乘支持向量机对TE过程进行多模型建模方法,以提高模型性能;首先对TE过程采用相关分析法划分为3个子系统,对每个子系统分别采用基于C-均值聚类的最小二乘支持向量机建模和基于K均值聚类的最小二乘支持向量机多模型建模;实验表明,基于K均值聚类的多模型建模能简化计算、提高模型精度、并且能更好的预测模型输出。     

低阻脉冲形成线电容分压器的在线补偿标定北大核心CSCD

讨论了低阻抗脉冲形成线中测量充电电压所用电容分压器的标定方案,提出了采用外部并联电感来补偿较大的形成线电容负载的方法。由于低阻形成线的电容负载影响,使用脉宽较短方波发生器易导致波形缺乏平顶,使用输出电压较低正弦波发生器导致信噪比不高。采用合适数值的外部电感,可以实现与形成线电容的并联谐振,此时整体阻抗最大,可以使用普通放大器提高正弦波电压,且不产生失真。该方法可应用于微秒尺度低阻形成线电容分压器的在线标定。     

基于帧特征、段特征联合建模的语音识别模型

提出了基于帧特征、段特征联合建模的语音识别模型。该模型采用描述谱参数轨迹的段特征,在段尺度上实现了对语音信号帧间相关性的显式建模;采用段特征依赖的非平稳时间序列产生模型,实现了段特征与帧特征间的相关性建模,并在帧尺度上通过参数化的均值轨迹函数,实现了对语音信号帧间相关性的隐式建模。本文给出了基于帧特征、段特征联合统计距离优化的分段算法以及内嵌ＥＭ迭代的模型参数估计算法。对非特定人汉语孤立韵母以及多话者汉语基本音节的识别实验表明,该模型的识别性能优于标准ＨＭＭ及趋势ＨＭＭ。     

基于不确定油液光谱数据的综合传动装置剩余寿命预测

原子发射光谱分析得到的磨损微粒元素浓度是综合传动装置性能劣化评估和剩余寿命预测的重要监测指标。由于系统随机劣化过程和光谱测量误差的影响,油液光谱数据中不可避免包含系统劣化随机性和光谱测量不确定性。然而,现有基于油液光谱数据的剩余寿命预测研究中,没有考虑劣化过程的随机性和测量的不确定性对剩余寿命预测的影响。因此,针对综合传动装置劣化随机性和油液光谱数据测量不确定性对寿命预测的影响,提出一种考虑系统随机劣化和数据不确定测量的综合传动装置劣化过程建模方法。基于随机过程首中时间的概念,定义了综合传动装置的剩余寿命;基于Wiener随机过程,建立了考虑系统随机劣化和不确定测量数据的综合传动装置劣化模型,利用极大似然估计方法,估计了劣化过程模型的参数;利用卡尔曼滤波技术,实现了综合传动装置劣化状态的实时估计与更新,进一步得到了考虑系统劣化随机性和光谱数据测量不确定性的剩余寿命分布。研究结果表明,提出的劣化建模方法能够准确估计装置的运行状态,避免了采用条件维护时间对装置进行维护与保养的局限性;综合传动装置的维护时间预测值比条件维护时间延长了193 Mh（113.5%）;考虑光谱数据测量不确定性的剩余寿命预测方法优于不考虑测量不确定性的方法。     

电光调Q驱动电源与晶体之间的引线研究

分析了高重频电光调Q驱动电源与晶体之间的最佳引线。由于调Q晶体和引线都存在分布电容和电感,如果晶体两端阻抗不匹配,电压脉冲就会出现阻尼振荡,从而影响激光脉冲。针对这一问题,使用脉冲反射法和分布参数电路法,以平行导线作为引线,分析了脉冲在引线中的传输、晶体高压波形和引线所要求的驱动电源的最小功率。使用脉冲反射法,以同轴线作为引线,分析了简单连接晶体和阻抗匹配后连接晶体的两种情况,得出了晶体两端电压波形和同轴引线阻抗匹配后的电路对快速开关的要求。根据以上分析,得出了电光调Q中引线的选择原则。     

A novel approach to calculate inductance and analyze magnetic flux density of helical toroidal coil applicable to Superconducting Magnetic Energy Storage systems (SMES)

In this paper, formulas are proposed for the self and mutual inductance calculations of the helical toroidal coil (HTC) by the direct and indirect methods at superconductivity conditions. The direct method is based on the Neumann’s equation and the indirect approach is based on the toroidal and the poloidal components of the magnetic flux density. Numerical calculations show that the direct method is more accurate than the indirect approach at the expense of its longer computational time. Implementation of some engineering assumptions in the indirect method is shown to reduce the computational time without loss of accuracy. Comparison between the experimental measurements and simulated results for inductance, using the direct and the indirect methods indicates that the proposed formulas have high reliability. It is also shown that the self inductance and the mutual inductance could be calculated in the same way, provided that the radius of curvature is >0.4 of the minor radius, and that the definition of the geometric mean radius in the superconductivity conditions is used. Plotting contours for the magnetic flux density and the inductance show that the inductance formulas of helical toroidal coil could be used as the basis for coil optimal design. Optimization target functions such as maximization of the ratio of stored magnetic energy with respect to the volume of the toroid or the conductor’s mass, the elimination or the balance of stress in some coordinate directions, and the attenuation of leakage flux could be considered. The finite element (FE) approach is employed to present an algorithm to study the three-dimensional leakage flux distribution pattern of the coil and to draw the magnetic flux density lines of the HTC. The presented algorithm, due to its simplicity in analysis and ease of implementation of the non-symmetrical and three-dimensional objects, is advantageous to the commercial software such as ANSYS, MAXWELL, and FLUX. Finally, using the presented algorithm, magnetic flux density lines in several examples are drawn.     

基于单纯形优化法的准方波脉冲形成网络设计

脉冲形成网络常用于大功率固态调制器、微波驱动源以及激光激励源中,以便获取宽平顶的高压长脉冲输出。针对常用的雷利网络,根据宽平顶低纹波的应用需求,开展了优化设计技术研究,提出了基于单纯形优化法的设计算法。主要针对两种情形进行了优化设计及计算:一是电容值相等,通过优化电感值以获取最优的输出波形;二是约定电容值(电容值不完全相等),通过优化计算不同电容排列下的输出结果,寻求最优的电容排列组合及相应的优化电感值。上述优化算法结果表明,在两种情形下均可以获得较优的准方波脉冲输出,可以为准方波脉冲形成网络的工程实现提供一种新的方法。理论计算和电路仿真结果表明,所提出的方法合理可行。     

铝单丝Z箍缩形成无核冕结构的物理分析

针对铝单丝Z箍缩负载,计算其可形成金属蒸气而不形成核冕等离子体的电路和负载参数范围。提出了铝丝电爆炸形成金属蒸气的能量沉积判据和击穿电压判据;建立了热动力学模型,选取电路参数使得金属丝气化时放电回路电流恰好迅速下降,从而避免发生电压击穿。计算了典型电路下的负载电流、电压、电阻及沉积能量的变化曲线,并分析了回路总电感、充电电压以及负载丝长度、直径对其的影响规律。计算结果表明:当储能电容为150pF、充电电压为65kV、回路电感为300nH时,可驱动直径20μm、长2cm的铝丝电爆炸形成铝丝蒸气。快电流前沿、小丝直径和较短的丝长度有助于提高负载中的单位质量沉积能量,容易电爆炸形成金属蒸气负载。     

Explicit treatment of mutual inductance in eight-column birdcage resonators.

A formulation has been developed for the determination of self and mutual inductances in unloaded, eight-column symmetric birdcage coils using their expected resonant mode current patterns and well-known inductance formulas. The average frequency differences between theory and experiment for mode one resonances for nine low-pass coils were 0.66 (+/- 0.57) MHz and 2.14 (+/- 2.08) MHz using effective (self plus mutual) and self inductances, respectively, and similarly, for three high-pass coils, 1.19 (+/- 0.56) MHz and 2.79 (+/- 2.20) MHz. These frequency differences were more pronounced for the higher modes; for mode four, the differences neglecting mutual inductance were 14.30 (+/- 11.10) MHz and 10.42 (+/- 4.60) MHz for the low- and high-pass coils, respectively. This analysis provides the first explicit evaluation of the total end-ring and column inductances L1 and L2 within each birdcage section at resonance with resulting excellent agreement in resonant frequencies between theory and experiment.     

HIRFL新B1聚束器耦合环的设计与计算

 通过将聚束器腔体等效为RLC并联回路,求得了功率馈入耦合环与腔体的互感及自感的公式,根据对腔体的计算结果求出了在聚束器的工作频段内达到阻抗匹配所要求的互感变化范围,并在该互感变化范围设计了可移动的耦合电感环,计算了它的自感及整个腔体的剩余电感。     

电爆金属丝产生纳米粉体

建立了一台用于纳米粉体制备的电爆炸金属丝装置,它可以在不打开放电腔体情况下,依次电爆炸8根金属丝。对电爆炸金属丝进行了电路模拟,电路模拟结果表明,减小放电回路电感,或在保持电容器初始储能不变条件下,提高充电电压的同时减小储能电容可提高能量注入速率。为了理解金属蒸气形成纳米粉体的物理过程,利用马赫-曾德激光干涉方法,研究了丝爆后金属蒸气及等离子体的演化过程,得到了电爆丝的典型物理图像,观察到电爆丝中金属蒸气喷发的"热滞后"现象及金属蒸气的多次喷发现象。并利用电爆丝法制备了氮化钛、二氧化钛、铜氧化物和氧化锌的纳米粉体。     

基于区间的传输线感应电压不确定性分析方法

为分析多导体传输线耦合情况下线缆结构参数的不确定性对终端电压的影响,引入了一种基于区间分析的切比雪夫(Chebyshev)多项式逼近方法。该方法首先将传输线电报方程转换为常微分方程求解;其次采用Chebyshev多项式求得电报方程的扩张函数,进而获得终端电压的波动范围。相比于混沌多项式方法和蒙特卡罗（MC）法,此方法只需要输入随机参数的波动范围。针对电磁脉冲辐照下高度和间距随机变动的多导体线束进行仿真,仿真结果表明,间距基本不影响终端电压,终端电压对高度更为敏感。在计算结果基本一致的情况下,Chebyshev多项式逼近方法的计算耗时远小于MC方法。