渐变光子晶体透镜的设计及其聚焦特性研究

渐变光子晶体（GPC）在电磁波调控方面具有重要应用前景,但其制作难度较大。为解决这一问题,利用双参数无顶棱镜装置构建双锥干涉系统,以此设计不同晶格结构GPC透镜,并研究该透镜的特殊聚焦特性。利用此棱镜侧面的折射将扩束激光分成多束,构建多光束共光路双锥干涉系统,用于制作双周期GPC超晶格结构。GPC晶格结构的周期和类型可以通过调整棱镜侧面与底面的夹角以及棱镜的棱数实现。选择光敏材料记录干涉所得GPC结构,可制作相应的GPC透镜,并实现了长焦深聚焦和亚波长聚焦特性。     

两类非线性弹簧振动周期的研究

通过分析两类非线性弹簧运动的相圈,得出结论：对于硬弹簧,路线是闭合的;对于软弹簧。能量存在一个临界值,能量小于此临界值时路线闭合,能量大于此临界值时路线不闭合,是波状路线．利用线化和校正法求出两类非线性弹簧振动的周期．     

TPMS点阵结构的密度梯度杂交优化设计

三周期极小曲面（triply periodic minimal surface,TPMS）点阵结构因其优异的综合性能受到中外学者的广泛关注。在点阵结构实际应用过程中,常常需要对其进行优化设计以兼顾轻量化与承载性能两方面的要求。目前,对TPMS点阵结构的优化设计主要集中于密度梯度层面,未综合考虑载荷方向对其力学性能的影响。为此,首先研究了TPMS点阵结构的各向异性特征。基于平均场均匀化方法求解了不同类型TPMS点阵结构的等效弹性矩阵,通过Matlab插值计算,绘制了其在三维空间范围内的杨氏模量图。发现不同类型的TPMS点阵结构呈现出不同的各向异性特征,其中W点阵结构在[100]等轴线方向上性能较强,在[111]等斜向对角方向上性能较弱,而P点阵结构则刚好相反。根据TPMS点阵结构的各向异性,同时考虑主应力方向以及相对密度分布对其性能的影响,提出了TPMS点阵结构的密度梯度杂交优化设计方法。以悬臂梁模型为基础,基于载荷边界条件对其进行拓扑优化设计,并将拓扑优化密度云映射为点阵结构的相对密度分布,从而实现密度梯度设计。根据TPMS点阵结构的各向异性特征以及单元主应力方向分别选择W和P点阵单胞填充悬臂梁,使主应力方向位于点阵结构性能较强的方向,避免点阵结构在性能薄弱的方向承受较大的应力。将不同类型的TPMS点阵单元合理分布后,利用激活函数将它们进行杂交连接,实现结构梯度设计。综合相对密度分布和单元结构分布,生成密度梯度杂交点阵结构。采用有限元仿真方法对比分析优化设计前后点阵结构的承载性能,结果表明密度梯度W和P点阵结构的刚度与对应的均质点阵结构相比都有明显提高,而由W和P两种点阵单胞组成的密度梯度杂交点阵结构刚度最大,比密度梯度W和P点阵结构分别提高4.63%和33.63%。该结果表明在密度优化的基础上,根据承载时单元主应力方向将不同类型的点阵结构进行合理分布以及混合杂交设计能够进一步提高结构的整体刚度。建立的TPMS点阵结构密度梯度杂交优化方法为其在轻量化设计等方面的应用提供了一定的指导。     

一种基于自适应网格IMM的自适应采样周期算法

提出一种自适应网格交互多模型下采样周期自适应的算法。在自适应网格交互多模型算法中,中心模型参数变化率反映了系统模型与目标机动水平间的匹配程度,而两者的匹配程度直接影响目标的跟踪精度。利用中心模型参数变化率对采样周期进行控制,并引入可控参数对平均采样周期进行灵活调整。仿真结果表明在自适应网格交互多模型下,提出的自适应采样周期算法比固定采样周期算法及基于预测协方差的自适应采样周期算法具有更好的性能。     

双寡头古诺生产模型的自适应控制

将自适应控制方法应用到二维多参数的古诺生产模型,其控制目标是通过对控制参数的小扰动将系统引导到不稳定不动点或均衡点.理论推导和数值模拟结果说明了此方法不管是对一个参数还是对多个参数施加扰动都能成功地将混沌不稳定轨道稳定到低周期轨道,并解析地给出了收敛条件和控制强度所在的范围.实施控制后的生产模型能快速地达到Nash均衡点,这为现实中的企业提供了理论参考及生产依据.     

一类单种群差分模型的混沌控制

针对一类具有物种流动时特定区域内的种群增长差分方程模型,采用数值模拟方法给出了Lyapunov指数随参数变化的图形,验证了混沌现象的存在.采取OGY参数微扰法进行混沌控制,使种群稳定到不动点和周期2轨道,消除了种群的混沌现象.仿真结果验证了控制的有效性.     

动态运行环境下退化系统最佳检测周期的确定

研究了运行在动态随机环境下退化系统的最佳检测周期。系统的运行环境用时间连续状态离散的马尔可夫过程描述,系统受磨损和冲击复合损伤下逐渐退化。以系统稳态平均可用度作为维修策略优化目标,寿命周期单位时间费用预算为约束条件,建立了一个关于检测周期的非线性规划模型,用遗传算法实现了检测周期的优化。最后通过算例验证了该模型和算法的可行性。     

基于亮度序列的空间目标周期性判证与提取

针对空间目标的周期性判证与提取问题,提出了一种基于亮度特征的方法.该方法通过分析空间目标亮度变化序列的自相关特性进行周期性判证,将周期提取问题转化成一个优化求解问题,并提出了一种新的峰值检测方法.仿真实验验证了该方法对噪声鲁棒,可以有效地判证空间目标的周期性,周期提取的准确性也优于传统的谱窗分析法.     

鲸鱼优化相关向量机的网络控制系统变采样周期调度

针对资源受限的网络控制系统,提出一种基于鲸鱼优化相关向量机的变采样周期调度算法。通过网络监测模块获取网络带宽与数据传输时间数据,建立鲸鱼优化相关向量机的预测模型,实现对网络带宽及数据传输时间的预测。采用模糊推理计算系统各回路通信带宽的分配权重,进而结合通信带宽及数据传输时间的预测值对各闭环回路的采样周期进行计算,完成采样周期的实时调节。仿真结果表明,在资源受限条件下,所提算法保证了系统的稳定性与控制精度。