曲面相机阵列多分辨成像方法

针对现有成像系统因数据冗余而无法兼顾大视场、高分辨、高效性的问题,结合人眼视网膜变分辨成像和并列式复眼成像原理,设计一种多分辨率成像的复合仿生成像系统.该成像系统按照球面和平面兼顾的曲面布局方式,利用11个相机镜头构建相机阵列,组成了四个等级分辨率的子眼拍摄模块.通过物距100 m的远景实验和物距10 m的近景实验发现,该系统在实现高分辨成像的同时,获得总视场达150.8°×37.8°.多分辨率成像实验结果表明,该系统获取的图像的分辨率从中心视场到边缘视场逐渐降低,并且相较于中心清晰全视场成像,四级分辨率成像的拼接图像数据量减少了17.2倍的数据冗余.     

集合卡尔曼滤波在时变声速剖面追踪中的性能分析

对集合卡尔曼滤波在时变海洋环境下的声速剖面追踪性能进行了分析。将南海实验背景下普林斯顿海洋模型预报的声速剖面正交分解为3阶系数组成的状态-空间形式,其状态转移方程建模为3阶自回归过程;基于卡尔曼反馈理论,利用适合于水平非均匀模型RAM仿真的观测声压场对系统状态进行校正,实现声速剖面的动态追踪。在水平均匀、水平非均匀和海底参数失配环境下的仿真结果均能较好地实现对声速剖面的追踪,验证了算法的可行性。同时对不同信噪比、粒子数、阵元数和海底参数失配等情况下的分析表明,观测信息量的增加可以有效抑制观测误差和模型误差的影响,相关结论得到了实验数据的验证。      

膦酸化氧化石墨烯-壳聚糖复合材料对Eu(Ⅲ)的富集性能

本文定向合成了一种新型的膦酸化氧化石墨烯(GO)-壳聚糖(CS)复合材料(GO-CS-P),并将其应用于水体中三价Eu(Ⅲ)的高效富集.宏观实验结果显示,这一复合材料对Eu(Ⅲ)的吸附在5 min内即可达到平衡,在pH5.5和293 K条件下的最大吸附容量(106.14 mg/g)高于先前文献中报道的一系列吸附材料.此外, GO-CS-P能够高效、选择性地从高盐度和多组分金属离子共存的水溶液中捕获Eu(Ⅲ). X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectrometry, FTIR)、X射线吸收光谱(X-ray absorption spectroscopy,XAS)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)的分析结果表明, Eu(Ⅲ)与GO-CS-P表面的膦酸酯基团和羧基发生共价结合,形成稳定的内层络合物.基于本文的研究发现, GO-CS-P复合材料在修复被三价镧系/锕系元素污染的地下水方面具有很大的应用潜力.     

不同泄压条件对方管内爆炸压力特性的影响

为研究泄压膜约束条件对甲烷/空气预混气体爆炸压力特性的影响，在方形火焰燃烧传播测试管道中布置压力传感器，开展不同泄压膜材料、泄压膜层数及泄压口位置实验。结果表明:牛皮纸和聚丙烯薄膜约束泄爆过程中，每增加一层泄压膜，管道内最大泄爆压力平均上升11.2%和12.3%。各强度泄压膜约束条件下，管道内最大泄爆压力随着泄压口位置接近点火端，均呈现Z形规律，当泄压口设置在距尾部端面0.25 m时，各曲线达到最小值，当泄压口设置在距尾部端面0.50 m时，各曲线出现最大值。     

基于CompactRIO的载人航天器外场试验平台设计

针对目前载人航天器外场试验的需要,提出一种基于CompactRIO的小型化试验平台;系统采用可配置的仪器系统进行设计,硬件可模块化配置,能适应外场环境,使用图形化编程软件进行虚拟仪器设计,具备实时性、多任务、可配置的特点,具备数据分析和存储能力,可进行灵活定制、快速开发;分析了外场试验小型化测试平台的优势及关键要素,对试验需求、系统设计、硬件设计、软件设计、使用效果进行说明,对整个系统性能的满足情况进行说明;经验证,该平台可提高外场试验的效率及试验稳定性,可为后续航天器外场试验提供参考。     

一种独轮车机器人俯仰平衡运动的控制与实现

针对一台3驱动独轮车机器人系统,对其运动学和动力学特性进行了分析,给出了一种可实现其前后俯仰平衡运动的控制策略。通过对独轮车俯仰运动分析,建立了独轮车俯仰平衡运动的简化力学模型;采用部分反馈线性化的控制方法对车体俯仰角进行了线性化处理,以车体俯仰角和行走轮转角为输出设计了控制器;最后,通过数值仿真实验和物理样机实验验证了力学模型的可靠性和所设计的控制器的有效性。     

海洋环境噪声中的α稳定分布模型

针对海洋环境噪声的非高斯特性,将α稳定分布模型应用到噪声统计建模中。基于模型特征指数与样本峰度物理意义的相似性,建立了二者的对应关系,并推导得出相互独立的两个随机变量之和的峰度。通过数值仿真,表明了α稳定分布对尖峰态噪声建模的可行性和适应性。以安静环境、气枪干扰、航船干扰3种典型环境下的海上实测数据为样本,借助分位数图判断了样本的非高斯特性,并利用分位数法和特征函数法联合估计了模型的参数,得出了特征指数的统计规律:安静环境下特征指数接近2.0,趋近于正态分布;气枪干扰下特征指数介于1.2~1.7之间,具有尖峰厚尾特性;航船干扰下与航速、干扰源到接收位置距离有关,航船影响越显著,特征指数越小,该现象恰好与干扰噪声的峰度变化在物理意义上一致。模型验证结果表明,α稳定分布对3类样本均表现出良好的建模效果,尤其对具有尖峰特性的气枪干扰噪声,效果远远优于正态分布。      

网球塔的理论分析与实验探究

借助网球之间的摩擦力,可以将网球垒成多层的“网球塔”.“网球塔”问题兼具趣味性、科学性和综合性,研究该问题对锻炼大学生的综合物理素养有重要意义.本文首先以形变程度和接触面积两方面的实验验证了所选网球可以视为刚体;其次,考虑网球条纹等因素测出了球上静摩擦因数与支持力间的关系,进一步给出了稳定网球塔的理论力学分析求解方法,并结合Adams仿真与实际实验进行了验证;最后,指出除顶层外,各层的球数都相同时,可通过改变球的堆积密度和构建“耦合”结构两种方式改变网球塔的结构,并讨论了相关求解中的超静定问题.     

虚拟接收目标定位技术中引导声源对目标声源的信噪比补偿

目标声源的低信噪比是目标定位技术中的瓶颈。在浅海近似均匀环境中,利用虚拟接收方法对声源测距的目标定位方法相比于传统的匹配场定位方法可以避免对环境参数和声场模型的依赖,同时省去生成拷贝场时的大量计算。通过数值模拟和实验数据处理,比较了在虚拟接收方法声源测距中不同信噪比的引导声源对目标声源测距的结果。提高引导声源的信噪比,可以一定程度上提高于涉条纹清晰度,从而提高测距准确度。提高引导声源的信噪比可作为目标声源的信噪比补偿是利用虚拟接收方法的目标定位技术的又一个优点。      

磁化等离子体光子晶体缺陷态的研究

采用磁化等离子体的分段线性电流密度卷积时域有限差分(PLCDRC-FDTD)算法研究具有单一缺陷层的一维磁化等离子体光子晶体的缺陷模特性. 从频域角度分析得到微分高斯脉冲的透射率,并讨论该光子晶体的缺陷层厚度、位置、周期常数和等离子体参数对其缺陷模的影响. 结果表明,改变位置和周期常数不会影响缺陷模的频率,改变缺陷层的厚度可以增加缺陷模数,改变等离子体参数能同时影响缺陷模的频率和峰值. 关键词： 磁化等离子体光子晶体 光子晶体 缺陷模 时域有限差分法