On the Criteria of Instability for Electrochemical Systems

Both cyclic-voltammetry-based and impedance-based experimental criteria that have been developed recently for the oscillatory electrochemical systems are critically appraised with two typical categories of oscillators.Consistent conclusions can be drawn by the two criteria for the category of oscillators that involve the coupling of charge transfer mainly with surface steps(e.g.ad-and desorption)such as in the electrooxidation of C1 organic molecules.Whereas,impedance-based criterion is not applicable to the category of oscillators that involve the coupling of charge transfer mainly with mass transfer(e.g.diffusion and convection) such as in the Fe(CN)6^3- reduction accompanying periodic hydrogen evolution.The reason is that the negative impedance cannot include the feedback information of convection mass transfer induced by the hydrogen evolution.However,both positive and negative nonlinear feedbacks,i.e., the diffusion-limited depletion and convection-enhanced replenishment of the Fe(CN)6^3- surface concentration,that coexist between the bistability,i.e.,Fe(CN)6^3- reduction with and without hydrogen evolution at lower and higher potential sides respectively,are all reflected in the crossed cyclic voltammogram(CCV).It can be concluded that the voltammetry-based criterion(in time domain)is more intuitive,less time-consuming and has a wider range of applications than the impedancebased one (in frequency domain).     

Sampling Consensus of 2nd-Order Multi-Agent Systems Based on Time-Varying Topology北大核心CSCD

基于速度一致位移差保持不变的一致性概念,研究了二阶多智能体系统在时变拓扑下的采样一致性问题。首先,引入虚拟领导者,将具有时变拓扑结构的多智能体系统的采样一致性问题转换为误差系统的采样控制稳定性问题。其次,通过预估采样误差,研究采样误差对系统达到一致性的影响。最后,应用Lyapunov稳定性理论,分析所构造的误差系统的稳定性,并给出该误差系统最终稳定的充分条件。数值仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

用于显示的透射型法布里-珀罗光调制器

提出了一种用于显示的,基于透射型法布里-珀罗干涉的微机电系统(MEMS)光学调制器。基于多光束干涉原理分析了调制器的光学特性,推导出了调制器结构的特征参量。分析表明,当调制器的腔长为cλ/4时,透射光可以实现暗态显示;当调制器的腔长取为零或cλ/2时,透射光可以实现亮态显示。通过控制法布里-珀罗腔长,就可实现调制器的明暗调制。理论上证明了该调制器用于显示的可行性。设计了一种基于微机电系统的透射型法布里-珀罗光学调制器结构,该调制器的理论衬比度达到150。仿真结果表明,该调制器具有2.4 V的低电压静电驱动性能。     

航姿参考系统中的三种简易四元数平均算法（英文）

单位四元数平均运算通常被定义为求解约束最小化问题的最优解,在计算上很耗时。考虑到航姿参考系统中只有两个四元数进行加权平均运算,针对三种基于最小化的四元数平均算法,分别得出其用于求解两个四元数平均值的简易公式。数据分析指出利用这三种简易公式得到的平均四元数非常接近,其角距离小于0.04°。大角度机动实验证实三种四元数平均公式可用于基于四元数的航姿参考系统,为四元数平均算法在航姿参考系统及其他有关领域中的有效应用提供参考。     

约束刻蚀剂层技术对金属铝的微结构加工研究

采用约束刻蚀剂层技术, 以亚硝酸钠为先驱物, 通过电化学氧化产生刻蚀剂(硝酸)刻蚀铝, 并以NaOH为捕捉剂, 在电极模板上形成约束刻蚀剂层. 在金属铝表面加工出梯型槽微结构, 加工分辨率约为500 nm. 通过测量表面氢离子浓度, 对捕捉剂的约束效果进行了分析.     

基于多基因遗传规划的储层岩石静态模量预测

声发射技术作为一种动态无损检测手段,主要实现对材料产生的缺陷进行动态监测及损伤位置的预测。微机电系统声发射传感器在检测材料疲劳裂纹位置和扩展方向上应用广泛,实现其对材料裂纹的3-D动态位移检测,对于无损检测技术的发展具有重要意义。该文提出了一种新型3-D微机电系统声发射传感器,首先对3-D微机电系统声发射传感器进行了结构设计和性能分析,结构方面主要包括z方向响应传感单元和x、y方向响应传感单元设计;其次通过传感器的阻尼、谐振点处灵敏度计算,证明传感器的性能良好;最后采用有限元软件ANSYS对z方向响应传感单元做了模态和谐响应分析,x、y方向响应传感单元做了模态分析和谐响应分析,仿真结果与理论值吻合较好,验证了结构设计的合理性,对实现材料裂纹的三维动态检测具有一定的参考意义。     

微纳电极阵列检测丘脑底核电刺激引起的纹状体神经元活动变化

丘脑底核(STN)深部脑刺激(DBS)已成为帕金森病的重要外科治疗手段,然而其确切的作用机理尚不明确.本研究采用微机电系统(MEMS)技术制备了一种16通道植入式微电极阵列(MEA),在MEA表面修饰了铂黑-还原氧化石墨烯-Nafion膜(Pt/RGO/Nafion)纳米材料,用于同步检测麻醉大鼠脑内纹状体神经元在STN电刺激前后多巴胺(DA)含量和动作电位(Spike)发放变化.STN-DBS结果表明,电刺激20 s后,DA含量开始升高,最高达1.72 μmol/L,较高浓度状态保持约50 s后回落至正常水平.与此同时, 检测到在DA上升阶段中间神经元Spike发放活动增强,在保持高于DA正常浓度水平阶段,中等多棘神经元(MSNs)放电频率增加.本研究制备的微电极阵列传感器能够实现脑内多巴胺和电生理的原位实时检测,有望成为神经信息检测的有力工具.     

一种微型FAIMS传感器芯片的研制

基于微机电系统(MEMS)技术,研制了一种微型高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)传感器芯片.芯片尺寸为18.8mm×12.4mm×1.2mm,由离子化区、迁移区、离子检测区组成.采用真空紫外灯离子源在大气压环境下对样品进行离子化,经过离子化区中聚焦电极的电场作用,实现离子在进入迁移区之前的聚焦,提高离子信号的强度.通过在上下玻璃上溅射Au/Cr(300nm/30nm)金属,并与厚度为200μm、采用感应耦合等离子体(ICP)工艺刻蚀的硅片键合,形成迁移区的矩形通道,尺寸为10mm×5mm×0.2mm.离子检测区为三排直径200μm、间距100μm交错排列的圆柱阵列式微法拉第筒,能同时检测正负离子.采用频率为2MHz,最大电压为364V,占空比为30%的高场非对称方波电压进行FAIMS芯片实验.以丙酮和甲苯为实验样品,载气流速80L·h-1,补偿电压从-10V到3V以0.1V的步长进行扫描,得到了丙酮和甲苯的FAIMS谱图,验证了FAIMS芯片的性能.丙酮和甲苯的FAIMS-MS实验进一步表明FAIMS系统实现了离子分离和过滤功能.     

样本区间的概率分布

设(X1，X2，…Xn)为服从I=[0,1]上均匀分布的容量为n的简单随机样本，它们将I=[0，1]分隔成(n 1)个样本区间(sample spacing)．记Y0,Y1，…Yn分别为这些样本区间的长度，又设Zx(x,ω)为包含点X∈I的唯一的左闭右开区间的长度．由于随机选取的点集被广泛运用于许多概率模型中．例如流行病学、遗传学、时间序列分析以及交通流理论等．因此，对Zn(x)及其相关统计量分布的研究也就引起了人们的广泛关注．本文利用顺序统计量的性质讨论了Yi(O≤i≤n)以及Zn(x，ω)的概率分布，有利于今后对上述理论的研究。     

正态总体位置参数移动的似然比检验统计量的分布

原假设（ｙ１，ｙ２．．．，ｙｎ）是正态独立随机量时间序列，其均值和方差分别为μ和σ＾２备选假设为均值μ在某一时刻（未知）发生变化，本文对σ＾２为已知的情况，导出了由Ｈａｗｋｉｎｓ（１９７７）提出的似然经检验统计量Ｕ的简明且便于计算的分布函数表达式，并建立了分布函数的数值表。