变质量牛顿运动定理及其应用

变质量问题是经典力学中常遇到的问题,此类问题可通过系统的动量定理、动能定理或功能原理解决,但大部分老师和学生仍然对牛顿第二定律更加熟悉.本文通过牛顿第二定律和系统的动量定理两种方法推导出了适用于变质量物体的运动方程,并写成与牛顿第二定律相同的形式,便于理解与应用,命名为变质量牛顿运动定理.此定理为解决变质量问题提供了一...     

Levy噪声激励下的幂函数型单稳随机共振特性分析

将Levy噪声与幂函数型单稳随机共振系统相结合, 为确保实验数据的可靠性, 以平均信噪比增益为衡量指标, 针对Levy噪声激励下的随机共振现象进行了研究. 详细介绍了单稳系统势函数形式及Levy噪声的产生原理, 深入探究了不同特征指数α 和不同对称参数β 取值条件下, 单稳系统参数a和b、Levy噪声强度放大系数D对幂函数型单稳系统共振输出的作用规律. 研究结果表明, 在任意Levy噪声分布条件下, 通过对系统参数a和b的适当调整均能诱导随机共振, 完成微弱信号检测, 且有多个随机共振区间与之对应, 同时这些区间不随α 或β 的改变而改变; 此外, 在研究噪声诱导的随机共振时也发现了同样的规律, 通过调节噪声强度放大系数D也能产生随机共振, 且随机共振区间也不随α 或β 的改变而改变; 最后, 在研究系统参数a和b之间的相互作用关系时发现, 一个系统参数的随机共振取值区间会随着另一个系统参数的改变而改变. 所获得的研究结果有效解决了Levy噪声激励下幂函数型单稳随机共振系统的系统参数、噪声强度放大系数的选择问题, 为其应用于工程实践提供了可靠的理论依据.     

一种印刷机滚筒表面位置偏差的高精度光电测量系统

为了提高印刷机的印刷品质,构建了一个测量高速旋转物体表面位置偏差的高精度系统.介绍了该系统的设计原理、结构,各个模块的功能以及软件设计的思路,重点讨论了条形码设计的思路以及利用锁相法测量旋转物体表面位置偏差的方法,并通过实验结果分析,评估了该系统的质量.实验证明该系统可以测量10 μm的位置偏差,测量误差低于3 μm,测量误差稳定可靠,检测速度快,为印刷机滚筒表面位置偏差的测量提供了一种全新的技术手段.     

测量声学材料复杨氏模量的传递函数方法

在噪声振动的隔离和阻尼处理中,测定声学材料,特别是粘弹性材料的动态杨氏模量和损耗因子具有重要意义.过去一般用悬臂梁或自由梁方法来测量,常用的仪器如B/K3930复模量仪、N-VES和Metravib粘弹谱仪等,这些方法各有特点,但都不能在频率域上连续测量.我们根据Pritz原理[1],新建了一套测量复杨氏模量的装置——传递函数法测量系统.本系统工作频率范围为60HZ至10kHz,在共振频率以上范围中,精度优于5%. 一、原理和设备 我们的测量装置是将一个矩形或圆柱形样品放在振动台上激振,样品顶部有一负载质量,测定系统的传递函数,就可确定材料的杨…     

电压补偿型高温超导限流-储能系统仿真及实验研究

电压补偿型高温超导限流-储能系统是一种新型的超导电力装置,它具有暂态时限制短路电流、稳态时储存能量同时补偿电压不平衡和改善系统谐波的功能.本文介绍了电压补偿型高温超导限流-储能系统的原理和拓扑结构,利用MatLab仿真工具对其改善电力系统电能质量的功能进行了仿真,并通过DSP芯片TMS240实现了该功能的实验研究,验证了仿真结果的可行性.     

机械能守恒定律成立的条件

1功能原理与机械能守恒定律 对于质点系从一个状态变化到另一个状态的过程，根据质点的动能定理可以得到质点系动能定理．而由质点系动能定理又能导出功能原理，功能原理的表述为 A外力＋A非保守内力=△E（1） 式中A外力为外力所做的功，A非保守内力为非保守内力所做的功，△E为系统机械能E的增量．     

强迫耗散系统的有序结构和系统的发展(Ⅱ)，广义能量极小值原理和系统的发展

利用大气非线性动力学证明了广义能量极小值原理，进一步从理论上证明它是同大气非平衡 态热力学最小熵产生原理在物理上是一致的.前者表明，强迫耗散动力系统的终态广义能量 达极小值；而最小熵产生原理表明，远离热力学平衡态的开放系其终态时系统内部的不可逆 过程最弱.而且，系统广义能量达极小值和系统熵产生达极小值的终态一般是一个稳定的定 态，它对应着系统的某种有序结构.也就是说它是一个“低耗高效”的有序定态.大气系统作 为自然界一个典型的物理复杂系统，其最小熵产生原理和广义能量极小值原理隐示了自然界 复杂系统的一个一 关键词： 强迫耗散系统 能量极值原理 有序结构 动力系统     

用动能定理推导变质量系统的功能原理和动力学方程式

本文用内力做功概念，由动能定理导出变质量系统功能原理微分式，同时得到动力学方程式．与通常经动量定理所得上述结果比较，数学上等价，方法较便捷．文中对变质量系统功能原理的表述及动力学特征、反推力的物理本质及数学表式、变质量质点动力学方程与牛顿定律的协调性及方程本身的形式与名称等有争议问题提出讨论．     

人眼高阶像差校正和视觉分析系统

人眼除具有可用眼镜或接触镜校正的低阶像差(离焦、像散)之外,还普遍存在高阶像差。高阶像差的存在影响着屈光系统的成像质量。为研究高阶像差对视觉功能的影响,利用自适应光学技术,建立了具有校正高阶像差和产生高阶像差双重功能的人眼高阶像差校正和视觉分析系统。介绍了系统实现高阶像差校正和视觉分析的工作原理;阐述了波前校正器、哈特曼波前探测系统、控制系统等关键单元技术;列出了系统对泽尼克模式像差的校正效果,绝大多数像差从0.5λ降低到0.2λ以下;阐明系统功能的实现过程,并给出仿真实验的结果。该系统为进一步研究高阶像差对视功能的影响提供了有效的手段。     

微光偏振成像系统设计及实验

为了实现对运动目标或变化场景的同时成像,根据偏振成像原理,基于孔径分割技术设计了一套微光偏振成像系统.开展了微光偏振成像实验,在实验室条件下定性分析了偏振成像的优势,研究了不同照度下偏振成像的准确度.通过改变偏振出射光束的照度,运用获得的偏振图像计算了该照度下光束的偏振度和偏振角.与真实偏振度、偏振角信息对比分析表明,当环境照度大于10-2 lx时,偏振成像能够比较准确地还原场景的偏振信息,改善微光成像质量.经过优化,该系统MTF在56lp/mm处所有视场下均不小于35%.     

基于共光路干涉原理的精细表面粗糙度测量方法

提出了一种利用光的干涉原理测量光滑物体表面粗糙度的方法.该方法采用两光束共光路、同心聚焦扫描可实现表面粗糙度的绝对测量.使用一个半波片改变一路光束的偏振态,避免了传统测量系统中光路具有可逆性的问题,保证了系统的稳定性.使用一个l/4波片使接收端的光束偏振态方向一致,使干涉信号可见度最大.该系统光路结构简单,容易实现.对一标准量块进行了测量,并对光功率计分辨率对测量结果的影响进行了分析,结果表明本系统在实验室现有条件下可以测量轮廓算术平均偏差Ra为0.012μm的粗糙度量块.     

基于系统非线性的红外焦平面非均匀性校正

采用系统非线性描述和分析方法,从基于红外参考辐射源的校正算法原理入手,提出了一种新的红外焦平面非均匀性校正方法.该算法将每个探测器单元视为一个非线性系统,因此,该算法原理既对基于红外参考辐射源的非均匀性校正算法成立,对基于场景的校正算法在一定条件下也有效,能够适应非均匀性随时间和环境改变而发生缓慢变化的情形,是一种自适应算法.     

基于谐衍射的液体透镜变焦系统设计

设计了一套基于谐衍射的液体透镜变焦系统。系统对可见光波段成像,视场角2ω为150°,焦距f′为20～120mm,可实现6~X变焦。采用两片液体透镜,利用电润湿原理,无需改变透镜间距,只需调整施加于之上的电压即可实现变焦,同时引入一个谐衍射面来校正大视场所引入的色差。系统的调制传递函数曲线在奈奎斯特频率60lp/mm时,短焦高于0.7,长焦高于0.6,成像质量很好。系统的设计既保证了成像的高清晰度,又减小了系统体积,可广泛应用于内窥镜和智能手机等微型变焦系统领域。     

数字全息变焦系统的研究及应用

从4f系统及照像机变焦镜头的设计思想出发,提出并设计了一个由三面透镜组成的数字全息变焦系统.该系统具有4f系统的性能,且可以方便地改变横向放大率,适应实际检测物体尺寸及形状的变化.用几何光学表述了变焦系统的工作原理,基于矩阵光学理论介绍了变焦系统的设计方法,利用衍射的角谱理论对像空间波面重构计算方法进行了介绍.并且,给出了实验证明及应用实例.     

光电成象系统中的积分抽样效应

光电成象系统涉及空间和时间上的积分和抽样.本文从理论上研究了光电成象系统中的抽样的空间积分效应和前置光学滤波的影响.结果发现前置光学滤波可以等效为抽样象元的空间积分抽样效应.这一原理对设计光电成象系统具有指导意义.利用这一原理也可以改善光电成象系统获取图象的质量.     

降低了对称程度的狭义相对论

作为爱因斯坦狭义相对论基础的两个假设是:相对性原理和光速不变原理.相对性原理说的是不论对于一个固定不动的观测者,还是对于一个匀速运动的观测者,各种物理现象的规律应该是相同的 光速不变原理认为不论光源如何运动,光速总是恒定的.欲使这两个假设成立,时-空必须具有一定的对称性.将以上这些合并考虑便形成了与旋转及速度之变化有关的所谓Lorentz对称群(以下简称"L对称"):如果在你进行一项物理实验时,实验室上下倒置了或开始以不同的速度移动,但由于L对称,自然界的基本规律是不会改变的.     

广义Birkhoff系统的时间积分定理

研究了广义Birkhoff系统的时间积分定理.给出系统的时间积分等式,并由此等式导出类能量方程、类维里定理、一个积分变分原理和一个微分变分原理. 关键词： 广义Birkhoff系统 时间积分定理 类能量方程 变分原理     

免疫光子学进展

光学分子成像是在复杂生物体中同时描述多种分子和细胞功能的最佳手段.作为机体发挥防御、监视和自稳功能的免疫系统,研究者们正面临着如何将其作为一个真正的系统来研究的挑战.免疫光子学是指基于光子学原理和方法的活体免疫光学成像和免疫光子治疗.以多光子激发显微成像和光声层析成像为代表的高时空分辨活体成像技术,以荧光蛋白为代表的活...     

基于PEM的反应磁控溅射镀膜机参数监控系统

实时在线监测磁控溅射反应气体的参数可有效保证镀膜质量;针对反应磁控溅射离子镀膜机反应气体的功能需求,分析了反应气体的控制原理,基于PEM方法提出了控制器方案和反应气体的参数监控方案,分析了监控系统的功能需求,自定义了串口通信协议,基于LabVIEW和串口设计了反应气体的参数监控系统系统,并与设计的控制器用于镀膜工艺试验;试验结果表明,基于PEM方法设计的反应气体参数监控系统功能正确,可为控制器和镀膜机提供参数调控依据,为提高硬质镀膜质量提供了一套有效的监控方法。     

扭摆系统中扭杆的等效转动惯量——圆柱杆扭转振动的研究

研究扭摆系统中扭杆的质量或转动惯量对扭摆运动的影响,引入一个概念:扭摆系统中扭杆的等效转动惯量.纠正了一些文献在相关问题上的误解.