谐波平衡法与复平均法计算强非线性系统稳态响应的区别

近些年,很多学者致力于利用非线性增强振动响应减少的效果或者能量采集器的效率。因而非线性系统的响应值需要从理论计算方面更准确地预测。另外,根据学者已取得的研究成就,非线性能量汇(NES)中存在的立方刚度非线性可以将结构中宽频域的振动能量传递至非线性振子部分。文章将一种由NES和压电能量采集器组成的NES-piezo装置与两自由度主结构耦合连接,系统受谐和激励作用。文章采用谐波平衡法和复平均法分别推导了系统稳态响应,参照数值结果,对比两种近似解析方法在求解强非线性系统稳态响应时的异同。计算结果表明,系统体现较弱非线性时,二者计算结果差异很小;当系统体现强非线性时,复平均法不能准确地呈现系统高阶响应,提高阶数的谐波平衡法能更准确地表示系统响应值。基于谐波平衡法和数值算法,讨论NES-piezo装置对于系统宽频域减振的影响。与仅加入非线性能量汇情况对比,结果表明NES-piezo装置不会恶化宽频域减振效果,并且在第一阶共振频率附近,可以稍微提高结构减振效率。另外,计算结果也表明,采用恰当的NES-piezo装置可实现宽频域范围的结构减振和压电能量采集一体化。此项研究工作为研究不同情形强非线性系统的响应提供了理论方法的指导。另外,研究结果也为宽频域范围的结构减振和压电能量采集一体化提供了理论依据。     

KNN方法在癌症中红外光谱检测中的应用

红外光谱主要是研究分子中以化学键联结的原子之间的振动光谱,它能够在分子水平上揭示正常组织和癌组织之间存在的差异。文章利用化学计量学中的有关知识通过计算机自动对未知样本光谱进行判别分析。首先应用平滑处理,基线校正(SNV方法),奇异值剔除(RHM方法)等算法对光谱数据进行预处理,然后采用K-最近邻法(简称KNN法)实现未知样本的自动判别,提高了癌症红外光谱检测的准确度。文章对63例胃组织样品进行了傅里叶变换红外光谱判别分析,与病理检验结果比较,准确度达到91.7%。     

配体尺度对配合物结构及光催化降解活性的调节:从零维到一维的Cu(Ⅱ)配合物

合成了桥联吡啶类配体2,6-二(3′-吡啶乙炔基)-4-甲基苯胺(L1)和未见文献报道的尺度更短的桥联吡啶配体2,6-二(3′-吡啶基)-4-甲基苯胺(L2),在常温下分别将其与一水合醋酸铜(Cu(OAc)2·H2O,OAc-=CH3CO2-)进行配位反应获得零维的配位大环分子[Cu2(L1)(OAc)4]2(1)和一维的配位聚合物{[Cu2(L2)(OAc)4]·2CH2Cl2·CH3CN}n(2)。对获得的2个配合物进行了X射线单晶衍射、傅里叶红外光谱、元素分析等方面的结构表征。对比其结构可以发现,配合物1和2中均存在{Cu2(OAc)4}的二核铜簇,不同的是2个配合物中配体的配位取向不同:配位大环化合物1中的配体L1以U型构型与二核铜簇形成了“2+2”的平面配位大环结构,而化合物2中的配体L2则以Z型构型连接相邻的二核铜簇形成一维链状结构。2个化合物的结构差异是由于配体的尺度导致的,更短的尺度使得配位氮原子取向发生改变而产生不同的配位构型,这显示了结构调控中配体尺度的影响作用。通过测定配体与配合物在固态下的荧光发射性质,证实了铜的引入会猝灭配体自身的荧光发射;同时,采用亚甲基蓝(MB)为底物的光催化降解实验证明,大环配位分子的光催化降解活性明显优于一维配位聚合物,两者的催化活性均远远强于醋酸铜本身的催化活性。     

面向持续观测的静止轨道高分辨率光学成像卫星应用模式设计与分析

为充分发挥静止轨道高分辨率光学成像卫星在持续观测应用方面的作用,在分析静止轨道卫星轨道特点、成像特点、成像优势的基础上,充分利用静止轨道高分辨率光学成像卫星任务响应速度快、重复探测频率高、姿态机动灵活等特点,提出了一种适合持续观测的星地一体应用模式,该模式综合考虑平时和应急两种态势,规划了5种具体的观测模式,可以为提高静止轨道高分辨率光学遥感卫星的规划和应用提供依据。     

移动地面站宽温度跟瞄系统信标接收镜头

为了保证移动地面站光电跟瞄系统在野外复杂环境下具有稳定的跟踪精度,针对-20~40℃宽工作温度范围下信标接收镜头成像光斑弥散的问题,进行了光学系统与光机结构的设计,提出了一种以步进电机驱动补偿镜组的温度补偿方案。分析了极限温度条件下光学系统性能的改变以及不同温度补偿方案的效果,针对光电跟瞄系统的指标要求,设计了光机结构并进行了力学、光学性能的分析。分析结果表明,系统一阶模态为370 Hz;补偿镜组向前移动0.695 mm能够补偿-20℃时光学系统成像光斑的弥散,令中心视场光斑尺寸由73μm降为3.2μm,边缘视场光斑尺寸由77μm降为15.7μm;向后移动0.885 6 mm能够补偿40℃时成像光斑的弥散,令中心视场光斑尺寸由94μm降为3.9μm,边缘视场光斑尺寸由96μm降为21.8μm;使用ZYGO干涉仪对光学系统的像质进行检测,波像差RMS值(均方根值)为0.061λ(λ=632.8 nm),PV值(峰谷值)为0.466λ,能够满足跟瞄系统指标要求。     

轻量级光电实验室综合管理系统的设计与实现

针对当前光电实验室数据繁多且结构复杂的实际情况,本文利用数据库等技术设计了一套针对于大型光电实验室综合管理系统的框架和数据结构,并最终实现该系统。该系统能够对光电实验室的实验数据进行有效的组织、管理和应用,能够对实验设备进行管理和统计,该系统设计有完善的架构体系,并有预留接口,为系统的升级和功能的添加提供了便利。光电实验室综合管理系统可以使实验室人员科学合理地安排实验,减少实验次数、缩短实验周期,更好的利用现有实验数据,从而减少资源的浪费,实现实验室数据资源有效而经济的管理。同时,通过对设备信息的管理可以提高设备的利用率,进而优化实验室的资源配置。     

基于可见-近红外光谱的植物叶绿素含量无损检测方法研究

叶绿素含量是植物营养胁迫、光合作用能力和生长状况的良好指示剂。实时、可靠的作物营养诊断是进行科学施肥管理的基础,也是实施精细农业的关键技术之一。文章提出了一种应用可见-近红外光谱技术检测植物叶绿素含量的方法。采用透反射测样方式获取了植物叶片的可见-近红外光谱,并对获得的500～900 nm光谱数据进行平滑、一阶微分以及小波变换等预处理,然后采用偏最小二乘法(PLS)建立了植物叶片叶绿素含量与叶片吸收光谱的定量分析模型,最后利用该模型对预测集样本进行预测。预测集中样本的预测值与标准值之间的相关系数为0.93,预测均方根误差为1.1 SPAD。实验结果表明,利用可见-近红外光谱检测叶片叶绿素含量是可行的,这对今后实现快速无损检测植物叶绿素含量具有重要的指导意义。     

全二维气相色谱/飞行时间质谱分析不同产地的川芎挥发油

建立了川芎挥发油的全二维气相色谱/飞行时间质谱(GC×GC/TOF MS)指纹图谱,并结合聚类分析评价了川芎药材的质量。4种萜类和苯酞类物质在DB-Petro×DB-17柱系统上实现了明显的族组分分离。从新都市的1个样品中分离出375种组分,其中相似度、反相似度皆大于800的化合物215个;根据质谱库检索和保留指数验证,或参照标准化合物及文献报道,从中定性了43个化合物。结合偏最小二乘法-判别分析,可以很好地将4个产区的挥发油样品加以区分,并找出20种差异最大的化合物,其中包括4种苯酞类物质。在此基础上,进一步应用正交偏最小二乘法,关联化学成分和抗氧化活性,结果发现,苯酞类物质(如藁本内酯、川芎内酯A和新蛇床内酯)对川芎挥发油样品地区差异的影响最大,其中彭州产川芎样品中苯酞类物质的含量最高。本文通过高分辨色谱技术研究了相邻产地的药物化学组成差异,并将化学指纹及生物学活性相关联,建立了系统的中药质量评价及活性化合物筛选研究模式。     

活塞二阶运动及活塞裙部摩擦的瞬态分析

为分析不同工况下内燃机活塞-缸套系统的摩擦学和动力学行为,本文从内燃机系统动力学分析入手,结合流体润滑方程,建立了考虑系统变惯量影响的活塞二阶运动与摩擦学行为的瞬态分析模型.以某型号单缸机为例,计算和比较了整个启动过程中曲轴转速、二阶运动及摩擦功耗的变化;对比分析了启动时第一周期与稳定运行时某一周期内活塞二阶运动和活塞裙部摩擦学行为的差别.结果表明:该模型可应用于内燃机动力学和摩擦学行为的稳态及瞬态分析.     

微波连续变量极化纠缠

极化微波作为当前被广泛应用的信息载体,具有许多独特的优势.随着超导技术的发展,量子微波技术逐渐兴起,将量子纠缠应用于极化微波将具有广阔的应用前景.本文阐述了连续变量极化纠缠的原理,提出了极化纠缠微波方案并进行了仿真分析,利用归一化的不可分度I作为判据,分析了在整个约瑟夫森混合器100 MHz工作带宽内斯托克斯参量的不可分度I(S_1,S_2),I(S_2,S_3),并进一步分析了I分别与压缩度r、振幅比值Q的关系,发现I(S_1,S_2),I(S_2,S_3)分别对振幅比值Q、压缩度r的变化敏感,且在本文研究的条件下I(S_1,S_2)始终大于1,I(S_2,S_3)始终小于1,斯托克斯参量S_2,S_3构成不可分态,方案产生的两个微波信号E_a和E_b存在二组分极化纠缠,最佳纠缠出现在70 MHz附近,此时I(S_2,S_3)取得最小值0.25.