一种压电驱动的三足爬行机器人

机器人领域涉及到力学、机械、材料、控制、电子和计算机等多个学科. 其中, 爬行机器人可在极端环境下工作, 进而可有效降低人工作业的危险性并提高工作效率. 因此, 爬行机器人一直是机器人领域的重点研究对象. 压电陶瓷是一种能够将机械能和电能互相转换的新型功能陶瓷材料. 逆压电效应是指当在电介质的极化方向施加电场, 这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力, 当外加电场撤去时, 这些变形或应力也随之消失. 本文基于压电陶瓷的逆压电效应设计了一种由3条弯曲变截面梁支撑的一体化三足爬行机器人. 利用理论力学方法对该三足爬行机器人建立整体受力分析方程, 再用哈密顿原理对变截面、变角度梁建立动力学方程, 最终得到了可求解该三足爬行机器人的压电驱动腿固有频率的方程. 设计并制作了三足爬行机器人实物, 通过实验测试了不同弯折角度、不同驱动频率、不同负载、不同电压波形对运动方向及运动速度的影响. 最后利用不对称的驱动电压使三足爬行机器人实现了左转、右转以及不加导轨的近似直线运动, 实现了设计的3个方向的运动, 最后分析了该机器人的能耗问题. 该研究可为微型爬行机器人设计和实验提供参考依据.      

数据驱动计算力学研究进展

以数字孪生、人工智能为核心的大数据理念正深刻影响着第四次工业革4 命，数据驱动计算力学在此背景下应运而生并展现勃勃生机。与此同时，航5 空航天等尖端工业领域对高性能材料与结构的先进制造与安全评估提出了更6 严峻的挑战，经典计算力学已很难实现成倍缩短产品研发周期、实时跟踪产7 品信息并提供解决方案的目标。因此，发展面向高性能材料与结构的数据驱8 动计算力学正当其时且刻不容缓。本文拟通过梳理数据驱动计算力学的部分9 研究现状，探讨并浅析数据驱动计算力学的发展趋势.     

对史密斯-帕塞尔自由电子激光光栅的研究

为了研究史密斯-帕塞尔自由电子激光的输出频率和光栅槽深、光栅槽长、光栅槽宽的关系,对于基于矩形光栅的史密斯-帕塞尔自由电子激光利用粒子模拟软件进行模拟和理论分析。首先,利用粒子模拟软件模拟对于基于矩形光栅的史密斯-帕塞尔自由电子激光进行了研究,发现史密斯-帕塞尔自由电子激光的输出频率随光栅槽深、光栅槽长、光栅槽宽的增大而减少。接着,对史密斯-帕塞尔自由电子激光的光栅槽进行了理论分析,发现每个光栅槽都可以等效为一个LC谐振电路,并发现在史密斯-帕塞尔自由电子激光中存在两种辐射,一种是史密斯-帕塞尔辐射,另一种是LC振荡辐射。最后,对光栅槽的LC振荡辐射进行了估算,发现史密斯-帕塞尔自由电子激光输出频率的模拟值与光栅槽的LC振荡辐射估算值的数量级均为102 GHz,且变化规律上一致。据此推测决定史密斯-帕塞尔自由电子激光输出频率的应该是光栅槽,而不是谐振腔。     

电路过渡过程的计算机辅助分析

电路过渡过程所列方程是微分方程，本文中采用的是方框图模型分析法，即将微分方程的复杂示解分解成最基本的加（减）、乘（除）、积分（微分）、增益等运算，采用VB设计用户界面产进行计算，并给出了一算例。     

虚拟RLC电参量测试仪

虚拟仪器在测试测量领域、自动控制和工业控制领域有着广泛的应用.为提高本科生普通物理实验训练的起点,北京大学基础物理实验中心将虚拟仪器引入到物理实验教学中.本文以虚拟RLC电参量的测量为例,介绍了虚拟仪器在物理实验中的具体应用.     

换个角度讲解"uL=-eL"

对纯电感电路，中等职业学校教材是这样分析“uL=-eL”：电路图如图1所示，假定通过线圈的电流是按初相等于零的正弦交流电，即i=Im sinωt，它将产生自感电动势eL，根据图1所假定的电压uL、小自感电动势eL、电流i的正方向，运用基尔霍夫回路电压定律，沿回路顺时针（或逆时针）方向绕行一周，     

场发射平板显示高低压电平转换电路

提出适用于场发射高压驱动的高低压电平转换电路设计及性能分析。通过模拟,此电路可以在100V的驱动工作电压以及10mA的驱动电流条件下安全工作,最高工作频率可达20MH_z。在50pF输出负载下上升时间和下降时间分别为14,25ns。同时分析了高压CMOS器件与0.8μm标准CMOS工艺兼容过程中的厚栅氧化对于低压器件及高压N管的阈值特性影响。     

Measurement of the Seperation between Atoms beyond Diffraction Limit

We propose a scheme to obtain the distance of two identical atoms placed inside the standing wave field by monitoring the collective resonance fluorescence spectrum emitted by the two particles. We find three different parameter ranges, depending on the distance of the atoms as compared to the transition wavelength. For large interparticle distances, dipole-dipole coupling is negligible, and the main system evolution arises from the interaction with the standing wave field. In the small-distance limit, the dynamics is dominated by the dipole-dipole interaction. Finally, in the intermediate region, a rich interplay of the various couplings arises, which however is lifted for strong driving laser fields. The present measurement procedure allows us to distinguish the three cases. In each of the cases, we show how to determine the distance of the two particles and their respective positions relative to the nodes of the standing wave field with fractional-wavelength precision.     

用可变电阻调压与可变电阻的选择

如图电路1和电路2可变电阻尺的接法不同。RL为负载电阻，E为电源电动势（设内阻为0），S为开关。     

混沌实验数据处理及仿真

大学物理实验中混沌实验大多采用观察现象的方法进行,本实验采用蔡氏电路(Chua s circuit)产生混沌行为.在观察不同初始值条件下出现的倍周期分岔、阵发混沌、奇异吸引子等相图及现象的基础上,通过对采集数据进行处理,对负电阻伏安特性进行分段线性拟合,用功率频谱法、计算机仿真方法(龙格-库塔数值积分法)对混沌现象进行描绘,将实验数据与非线性方程组的数值解相结合,呈现出混沌现象的本质.