考虑弹簧阻尼作动器解析雅可比矩阵的多刚体动力学分析

弹簧-阻尼-作动器(spring-damper-actuator,SDA)是多体系统中常见的力元,在工程领域中有着广泛的应用.采用绝对坐标方法建立的多体系统动力学控制方程通常是复杂的非线性微分-代数方程组.为了保证数值解的精度和稳定性,通常需要采用隐式算法求解动力学方程,而雅可比矩阵的计算在隐式数值求解过程中至关重要.对于含有SDA的多体系统,SDA造成的附加雅可比矩阵是与广义坐标和广义速度相关的高度非线性函数.目前的很多研究工作专注于广义力向量的计算,然而对附加雅克比矩阵的计算则少有关注.针对含SDA的多刚体系统进行动力学分析,首先基于Newmark算法研究其在动力学方程求解中的雅可比矩阵的构成形式;然后推导SDA的广义力向量对应的附加雅可比矩阵,其中包括广义力向量对广义坐标和对广义速度的偏导数矩阵.最后通过两个数值算例研究附加雅可比矩阵对动力学分析收敛性的影响;数值分析表明:当SDA的刚度、阻尼和作动力数值较大时,SDA导致的附加雅可比矩阵对数值解的收敛性有重要影响;当考虑SDA对应的附加雅可比矩阵时,动力学分析可以以较少的迭代步实现收敛,从而减少分析时间.     

开放式多体系统动力学仿真算法软件研发(Ⅱ)DAEs求解算法对比

研究求解微分-代数方程组(DAEs)的高效率、高精度和高稳定性数值积分方法一直是多体系统动力学领域的热点问题之一。本文将求解结构动力学方程的Bathe数值积分策略应用于DAEs的求解,并基于SiPESC平台开发了开放式多体系统动力学仿真算法软件,综合比较研究了Newmark法、HHT-I3法、Generalizedα方法、Bathe方法和祖冲之类Symplectic方法。通过复摆、刚-柔耦合双摆和对称陀螺三个数值算例研究了算法参数与数值阻尼的关系。数值实验表明,Newmark方法在特定参数下引入的数值阻尼通常不可控,HHT-I3方法、Generalizedα方法和Bathe方法通过选择特定步长和参数可引入可控的数值阻尼,祖冲之类Symplectic方法无数值阻尼。在求解真实高频和低频耦合问题以及高速旋转的陀螺问题时,采用祖冲之类Symplectic方法或者无耗散的Newmar方法能够对系统的高频成分进行准确模拟。     

基于半导体断路开关的8 MW,10 kHz脉冲发生器

 功率器件半导体断路开关具有高重复频率工作能力。采用高速绝缘栅双极晶体管组件作为初级充电回路的主开关,建立了一台工作频率为10 kHz的脉冲发生器。脉冲发生器采用磁饱和脉冲变压器、磁开关及高压脉冲电容器组等固态器件进行两级脉冲压缩,产生小于100 ns的电流脉冲,对半导体断路开关进行泵浦,半导体断路开关反向截断泵浦电流在负载上产生高压脉冲输出。实验装置在电阻负载上得到了脉冲输出功率约为8.6 MW,脉冲宽度约10 ns,重复频率10 kHz的高压脉冲输出。     

A robust photometric calibration framework for projector-camera display system

A novel photometric calibration framework is presented for a projector-camera （ProCam） display system, which is currently under booming development. Firstly, a piecewise bilinear model and five 5-ary color coding images are used to construct the homography between the image planes of a projector and a camera. Secondly, a photometric model is proposed to describe the data flow of the ProCam display system for displaying color images on colored surface in a general way. An efficient self-calibration algorithm is correspondingly put forward to recover the model parameters. Aiming to adapt this algorithm to different types of ProCam display system robustly, a 3× 7 masking coupling matrix and a patches image with 1024 color samples are adopted to fit the complex channel interference function of the display system. Finally, the experimental results demonstrate the validity and superiority of this calibration algorithm for the ProCam display system.     

基于视觉容差与色调角相关性的色差公式评价

为了研究CIELAB颜色空间中明度、彩度和色调等视觉容差与色调角之间的相关性对基于CIELAB的典型色差公式(CIELAB、CMC、BFD、CIE94、LCD以及CIEDE2000)预测性能的影响,实验选取了具有不同明度和彩度冰平的5个色调环(L*=30,50,70和Cab*=10,20,30),并采用3个不同视觉尺度(△V=3.02,5.92和8.87CIELAB单位)进行视觉评估实验.8名色觉正常观察者根据心理物理学的恒常刺激法原理,在阴极射线管(CRT)显示器上获取了相应颜色中心的明度、彩度和色调视觉容差.对实验结果的详细分析表明,由于明度容差与色调角无明显相关性,6个色差公式的预测性能均较好,其中CIEDE2000略优于其它色差公式.对于彩度容差,LCD(Leeds color-difference formula)预测性能表现最优,而CIEDE2000和BFD的表现最差,其余色差公式则相差不多.CIEDE2000和LCD的色调权重函数的预测性能明显优于其它色差公式,而CMC预测性能则为最差.     

Photoluminescence and X-Ray Photoelectron Spectroscopy of p-Type Phosphorus-Doped ZnO Films Prepared by MOCVD

Reproducible p-type phosphorus-doped ZnO （p-ZnO：P） films are prepared on semi-insulating InP substrates by metal-organic chemical vapour deposition technology. The electrical properties of these films show a hole concentration of 9.02 × 10^17 cm ^-3, a mobifity of 1.05 cm^2 /Vs, and a resistivity of 6.6 Ω.cm. Obvious acceptorbound-exciton-related emission and P-induced zinc vacancy （Vzn） emission are observed by low-temperature photoluminescence spectra of the films, and the acceptor binding energy is estimated to be about 125meV. The local chemical bonding environments of the phosphorus atoms in the ZnO are also identified by x-ray photoelectron spectra. Our results show direct experimental evidence that Pzn-2Vzn shallow acceptor complex most likely contributes to the p-type conductivity of ZnO：P films.     

β-(1→3)-D-葡聚糖可德胶化学改性的研究进展

可德胶是一种天然的直链型微生物发酵多糖,具有独特的凝胶特性,在食品及医药等领域有重要应用.可德胶不溶于水,这限制了其实际应用.因此对可德胶进行化学改性来扩大其应用范围,成为可德胶研究特别是其生物活性研究的重要方向之一.一些常用的多糖化学改性方法如磺酸化、羧甲基化等已被大量运用于可德胶改性上,这不仅极大改善了可德胶的水溶性,同时也赋予了可德胶更多的生物活性.本文综述了近年来国内外可德胶化学改性的研究进展,着重介绍了可德胶主链水解、磺酸化、羧甲基化、疏水改性等化学修饰的方法和发展动向.同时还介绍了"点击化学"这一最新的选择性化学修饰方法在可德胶化学改性中的应用.     

随机环境中具有随机控制函数的受控分枝过程

对随机环境中具有随机控制函数的受控分枝过程进行了更为详尽的概率描述和直观解释;证明了此过程是时齐马氏链和随机环境中的马氏链,并对其概率母函数及矩量进行了讨论。     

随机环境中两性分枝过程的马氏性和对偶性

证明了独立同分布环境中的两性分枝过程是时奇的马氏链,给出了过程灭绝一爆炸这一对偶性的一个新的证明。在随机环境情形下,证明了一类单调函数的存在性。     

NiS2的固态杂化微波合成研究

为了克服常规固相反应制备NiS2耗时耗能的缺陷,采用固态杂化微波加热技术,以Ni粉与S粉为起始原料成功合成了单相NiS2,将反应时间从数天缩短为30 min,基本确定了适宜的微波加热反应温度.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、拉曼光谱对产物的结构、组份和形貌进行了表征.