有限元在电容层析中的应用研究

讨论了有限元在电容层析成像中的应用原理和结果,介绍了一套基于１２电极电容传感器进行图象重建的电容层析成像的仿真仿真软件包,该软件包是利用可视化编程语言ＰＶ－ＷＡＶＥ有ＳＧＩ图形工作站上开发的。利用该软件包可以深入分析电容敏感场和流体模型数据的变化,从而为改进图象重建算法和设计最佳电容传感器几何参数提供了有力依据,最后对电容层析成像的特性进行了研究。     

基于CMOS的电容-电压转换电路的设计

在MEMS传感器的电容检测电路中,经常要采用电容—电压转换电路。本研究将两相不交叠时钟模块应用到设计中,使得该电路用单个时钟就能进行有效控制,并能够满足MEMS电容检测系统的要求。采用0.25μm工艺库对电路进行优化并给定了电路仿真的相应结论。仿真结果表明,其CMOS运放部分的增益为77.76 dB,单位增益带宽为5.60 MHz,相位裕量为65.87°,输出摆幅为-2.0～1.89 V,输入共模范围为-1.0～1.93 V,正摆率为+9.92 V.μs-1,负摆率为5.03 V.μs-1,功耗为1.03 mW。该电路适合于pF量级范围内的电容变化,该变化范围为35～1 200 pF,且输出线性度良好。     

异质双9轴MEMS惯性传感器数据互补-加权迭代融合算法

在MEMS惯性传感器导航研究中,传统的MEMS捷联式惯性导航系统仅利用单多轴MEMS惯性传感器对移动目标进行导航定位,其测量值和噪声特性易受环境影响,此外加速度误差、陀螺仪漂移、平台框架角误差、平台安装误差等因素也严重影响传感器性能. 为此,从异质非单多轴MEMS惯性传感器互补融合角度出发,用异质双9轴MEMS惯性传感器采集移动目标原始信息,并提出互补-加权迭代融合算法. 首先对异质双9轴MEMS惯性传感器测得的原始数据进行预处理,基于卡尔曼滤波用最小方差估计法求解观测值. 通过估值方差和革新方程形成权值更新模型,实现异质双9轴MEMS惯性传感器数据的互补融合. 实验表明,相较传统单9轴MEMS惯性传感器导航,该算法可提高导航精度50%以上.     

气动伺服系统非线性模型的建立与仿真

本文针对气动位置伺服系统的一些关键技术进行了研究,建立了系统数学模型,包括比例阀非线性特性的描述、非线性摩擦力的表示等,并采用MATLAB中的Simulink对所建模型进行仿真,模型,以摆动气缸位置伺服系统为例,进行了仿真和实验数据对比。结果表明该数学模型较为精确,基于该数学模型的Simulink仿真模型较好的反映了气动位置伺服系统的特性,证明所建模型的合理性。     

基于图象分割子集法的人工神经网络在两相流层析成象仿真中的应用研究

提出了基于图象分割子集的神经网络对管道内两相流进行电容层析成象的方法.解决了神经网络的输出单元数与重建图象精度之间的矛盾.研究了成象的分割网络模型及其实现步骤.给出了系统误差E和图象仿真结果.结果表明该方法能够更精确和快速地重建出两相流体的断层图象.     

基于图象分割子集法的人工神经网络在两相流层析成象仿真中的应 …

提出了基于图象分割子集的神经网络对管道内两相流进行电容层析成象的方法。解决了神经网络的输出单元数与重建图象精度之间的矛盾，研究了成象的分割网络模型及其实现步骤。给出了系统误差Ｅ和图象仿真结果。结果表明该方法能够更精确和快速地重建出两相流体的断层图象。     

不同类型遥感传感器对地覆盖区域仿真与计算

分析了遥感传感器对地覆盖的几何特性,将常见的遥感传感器按照成像覆盖模式分为球冠面圆形覆盖和球面四边形覆盖,推导了两类覆盖模式的投影几何,建立了星下点和侧摆两种成像方式下的对地覆盖区域仿真计算模型. 基于覆盖区域仿真模型和星地空间基准的转换关系,设计了通用于常见遥感传感器的对地覆盖区域仿真算法流程,以实际的卫星平台、传感器和轨道参数实验验证了该仿真算法的有效性.     

基于单电子晶体管的脉冲神经元模型

从脉冲神经元脉冲收发的需求出发,研究发现电流脉冲与单电子晶体管的库伦震荡之间的相似性,利用这种相似性提出基于单电子晶体管的脉冲神经元模型,设计出单电子电路模型并用PSPICE进行模拟仿真. 仿真结果表明,该脉冲神经元模型能满足Izhikevich脉冲神经元模型规则脉冲的要求,实现电流脉冲的输入输出,具有脉冲编码的能力.     

Buck-Boost变换器输出纹波电压的PSPICE仿真分析

根据Buck-Boost变换器的能量传输模式划分以及不同模式下的输出纹波电压表达式,建立了PSPICE图形文件,对其临界电感、输出纹波电压及其变化规律进行了仿真验证,仿真结果与理论计算吻合良好,验证了理论推导和分析的正确性,为变换器的分析和设计提供了一种有效实用的方法.     

一种高灵敏度加速度型机电传感器

介绍高灵敏度加速度型机电传感器的工作原理，建立频率响应特性方程对其工作特性进行分析。     

真空退火炉模型的机理分析与优化

通过对退火炉工作机理的分析，以现场实际采集的数据为基础，采用加热炉物理机理建立对象的模型和利用遗传算法对模型中的系数值进行优化的方法，提出了一种真空退火炉的基于退火温度精确控制的优化数学模型，经仿真验证了该模型的有效性，实现了退火温度的精确控制。     

耦合相图计算的凝固过程显微偏析形成数值模拟

建立了耦合热力学相图计算的显微偏析宏、微观模型并论述了其主要数值方法,以水冷铜型内冷却的Al-4.5%Cu合金铸锭为例仿真了其凝固过程中显微偏析的形成,并与试验结果进行了对照,获得了与试验结果吻合较好的模拟结果,验证了模型和算法的正确性.     

高压功率VDMOST的SPICE直流模型

基于高压VDMOST的物理机理和特殊结构,详细分析、推导了漂移区电阻、埋层电阻、内部节点电压及内部耗尽层宽度随外加偏压变化而变化的情形;采用数值计算的方法,建立了较精确的高压六角型VDMOST三维物理模型,进而提出了VDMOST的直流(DC)等效电路模型.该模型由level3 NMOS管、控制源、电容等元件组成,较准确地模拟了高压器件的特性.与以往文献的结果相比,该模型物理概念清晰,准确性高,避免过多工艺参数引入的同时,简化了等效电路.将该模型嵌入SPICE进行仿真,得到了全电压范围内连续的I-V特性曲线,与实际测试结果相比,误差接近5%.     

脉冲法测压电振子厚度模机电耦合系数kt

本文讨论了圆片形压电振子的脉冲响应电压.该电压包括一个按指数衰减的脉冲电压和一个高频衰减振荡,前者是由于振子的夹持电容向电路中电阻放电形成,后者是由于振子的压电效应产生的.当外加激励的脉宽和电路的电阻为适当值时,压电振子的高频振荡幅度只和它的机电耦合系数k有关,从而提出了一个测试压电振子的厚度模机电耦合系数k_t的新方法.该方法所需的设备简单,结果准确,通过对一些样品的测试,与传统方法测试的结果很相近.     

一种三绕组单相电容电动机电气制动的仿真研究

对Y接法的三绕组单相电容电动机的电气制动(直流制动和交流制动)进行了初步探索,并就所提出的2种接线方式进行仿真研究.建立了Y接法三绕组单相电容电动机在静止α-β坐标系下的瞬态数学模型,编写计算机仿真程序,通过实例对电动机带通风机负载时在所提出的接线方式下的电气制动的瞬态过程进行仿真计算,给出了仿真特性曲线.对仿真结果进行了分析.仿真结果表明:Y接法三绕组单相电容电动机带通风机负载时可以进行直流制动和交流制动实现快速停车;通过改变直流电源电压的数值和电容的数值可以调节制动停车的时间;从节能的角度上看,直流制动有明显的优越性;直流制动可以实现准确停车.     

基于储能系统的并网光伏电站PCC电压补偿

针对光伏发电站并网公共耦合点(PCC)的电压跌落现象,分析了发电站与配电网之间功率传输及光伏电站PCC电压补偿的原理。提出了基于储能系统的短时电压幅值动态补偿方案。建立了MATLAB/Simulink仿真模型,对所提出的补偿方案及其控制策略进行仿真验证,结果表明,该方案改善了光伏电站供电的电能质量,提高了并网运行的稳定性。     

基于数值积分的传染病SIRS模型参数估计

针对具有免疫的传染病SIRS模型,利用三次Hermite插值函数及数值积分公式,基于患病的各个种群人数估计值的误差最小原则,将参数估计问题转化为非约束优化问题.将数据带入后可得关于模型参数的多项式,为求得该式最小值,将其分别对各个参数进行微分,得到关于模型参数的非线性方程组.使用最速下降法获得较为合理与精确的初值,在该初值的基础上利用牛顿法对非线性方程组进行求解,得到了该模型的高精度参数估计值.并对计算结果进行数值仿真,数值仿真实验表明,所给出的参数估计方法能够较为精确地估计出相应参数值.     

基于最小二乘适值比较计算的静态气体源定位

通过构建多节点分布式气敏传感器网络,对风场中多个位置上的目标气体浓度进行检测。将浓度检测结果与节点位置坐标引入湍流扩散模型,在此基础上依据最小二乘法则设计潜在气体源的适值计算函数。将潜在气源的坐标参数引入适值函数进行计算,通过结果比较得到气体源位置最优解。建立仿真风场中的气体扩散模型并引入传感器观测误差,对该算法的定位效果进行测试,仿真定位实验证明即使观测存在该算法依然可以达到较高的定位成功率。     

基于PSO-LQR的二级旋转倒立摆控制系统设计

二级倒立摆是一个典型的多变量、非线性、强耦合的不稳定系统,其系统模型的建立及控制方法的设计在控制工程领域具有重要意义.针对所设计的二级旋转倒立摆采用拉格朗日方程法建立了系统动力学模型;然后根据此动力学模型,设计了一种基于粒子群优化算法的线性二次型控制器(PSO-LQR)对系统进行稳定控制;最后分别采用LQR控制器及PSO-LQR控制器对旋转二级倒立摆系统的稳定控制进行了仿真验证.仿真结果表明,两种控制方法都能对该系统进行良好控制,且基于PSO-LQR方法的控制器能够获得更好的控制效果.     

焦炉焦化模型开发——离散态空间模型开发(Ⅰ)

本文应用现代控制理论、系统分解与机理建模相结合的方法,对焦化过程进行了模型化研究,建立了焦炉焦化过程温度分布的离散状态空间模型,并进行了仿真研究.并把模型仿真结果与大型焦炉的实测结果进行了对比.该模型具有结构简单、计算量小等优点,适用于计算机实时控制.