螺蜷天线特性的数值分析

利用基于RWG(rao-wilton-glisson)基函数的矩量法求平面螺蜷天线和圆锥螺蜷天线表面电流,并进一步计算出天线的输入阻抗、方向性、增益、辐射功率、空间电场大小。分析结果显示这两种天线的输入阻抗值约为自互补结构天线的输入阻抗的理论值(满足巴比涅原理),即空间本征阻抗1/2,188.5Ω;方向性、增益和辐射功率大小在这一频带内也比较稳定。在高斯微分脉冲激励下,结合傅立叶反变换方法得到时域的辐射脉冲电场波形,从波形可知螺蜷天线用作脉冲辐射天线时,辐射电场波形具有高斯二次微分特性。     

电阻抗成像中高速高精度数字相敏检波器设计

电阻抗成像对测量系统的精度和速度都有较高要求,为此研制了基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的数字相敏检波器(digital phase-sensitive detector,DPSD)用于电阻抗成像的数据测量.在分析DPSD原理的基础上,推导出信噪比与采样点数和采样分辨率的关系.给出了测量系统的实现方案,提出了基于直接数字频率合成(direct digitalsynthesis,DDS)技术的模数转换器(analog-to-digital converter,ADC)时钟设计方法.采用高速多通道ADC芯片,辅以低抖动ADC时钟电路,最终由FPGA实现实时DPSD算法.实验测试结果显示,测量准确度可达0.03%,系统信噪比可达85dB.琼脂模型成像实验证明其性能可以较好地满足电阻抗成像的要求.     

基于E类功率放大器的四线圈中距离无线输电系统的优化设计

E类功率放大器由于具有拓扑简单、适用频率高、电能转换效率高等优点,是高频MHz级无线输电系统的理想电源。研究分析了四线圈无线输电系统的传输特性,提出传输效率的优化设计方法。同时,考虑到E类功率放大器的工作状态,提出通过激励线圈与发射线圈的距离调节,实现输入电阻的完美匹配,搭建了采用2.81 MHz的E类功率放大器的四线圈中距离无线输电系统。当传输距离为传输线圈边长的3.6倍时,系统电源端到负载端的整体电能传输效率为8.5%。     

基于参数估计-滑模阻抗控制的SEA性能分析

重载四足机器人的足部与地面接触过程和步态转换过程中会受到不确定的冲击载荷作用,易导致足部机构载荷过大从而造成结构的冲击损坏。因此,针对使用液压串联弹性执行器（series elastic actuators,SEA）作为足部末端在非结构环境下动态性能差的问题,提出了基于环境参数估计的滑模阻抗控制方法（environmental parameter estimation sliding mode,EPESM）。以阀控液压缸的活塞位移传递函数为基础建立了基于位置内环的SEA阻抗控制模型,并以PID作为基础控制器;为改善SEA阻抗控制的动态性能,根据Lyapunov第二法构建稳定的自适应环境参数估计方法对SEA期望位置进行前馈补偿;为提升自适应环境参数估计方法在SEA工作过程中不同阶段的动态性能和环境变化适应性,使用模糊控制方法对自适应环境参数估计方法中的自适应参数进行寻优;以SEA状态方程为基础构建滑模控制器与PID控制器进行动态性能对比分析。仿真结果表明：在变SEA弹簧刚度工况和变环境刚度下,EPESM阻抗控制的响应速度明显更快,可将调节时间从平均5 s缩短到1 s内,能更快地达到预期位移和预期接触力,且能略微降低稳态误差,使接触力误差保持在±6 N内。在动态跟踪工况下,EPESM阻抗控制的动态性能更好,在快速进入跟踪状态后,可以长时间保持0.2 s以内的相位滞后和5.2%的幅值误差。     

基于模糊推理的上肢康复机器人自适应阻抗控制

根据患肢的病情特点为患肢康复运动提供最优的辅助力,保持系统的稳定,是机器人辅助康复控制技术中的关键所在.针对此问题在传统阻抗控制方法基础上,提出一种基于力参考值在线模糊调整的模糊自适应阻抗控制算法.该算法首先对患肢机械阻抗参数进行在线辨识,然后根据辨识得到的参数,运用模糊推理技术对康复机器人末端同患肢之间相互作用力的期望值以及目标阻抗控制参数进行实时调整.分析和仿真试验结果表明,该方法较传统阻抗控制方法更能有效地适应患肢病情的变化,具有较好的稳定性和鲁棒性.     

应用单片机进行距离保护的研究

本文论述了单片机距离保护的原理,提出了一种改进算法,进行了对应的软件、硬件试验,证实了算法是可行的且有一定的优越性。     

基于聚乙烯亚胺功能化石墨烯的高灵敏电化学阻抗传感方法用于血清中mircoRNA-155检测

建立血清中癌症标志物microRNA-155的高灵敏电化学检测方法.采用一步法制备了聚乙烯亚胺功能化的石墨烯,通过静电相互作用制备了金纳米粒子功能化的石墨烯复合物.将该复合物用作电极基底材料,基于金纳米粒子与DNA捕获探针上的SH基团之间形成的强烈的S-Au键可将DNA捕获探针固定到电极表面.通过DNA捕获探针对microRNA-155的特异性识别作用可特异性地捕获待测样品中的microRNA-155分子.利用生物分子对电极表面电子传递的阻碍作用,从而实现对microRNA-155分子的电化学阻抗传感器的构建.在最优条件下,该传感器的阻抗值与microRNA-155的浓度的对数值在1～1 000 nmol/L浓度范围内呈现良好的线性关系,检出限为0. 51 nmol/L(S/N=3),可实现实际血清样品中的microRNA-155的灵敏快速检测.     

渐变开槽天线阵列输入阻抗的矩量法分析

对UHF波段无限大渐变开槽阵列天线的输入阻抗进行了分析 ,应用Floquet原理建立分析模型 ,对天线阵列进行简化 ,提取其中的一个单元进行分析 ,并且根据单元的具体推导得到了合适的格林函数。同时结合矩量法进行数值仿真 ,着重研究了开槽天线阵列作为相控阵应用时 ,在频率和空间域上的扫描特性 ,得到了数值计算结果 ,给出了输入阻抗的曲线。结果证明 ,渐变开槽天线本身具有宽带工作特性 ,同时组成相控阵列时 ,也可得到比较理想的宽带工作特性和比较大的空间扫描范围     

电子二/四线转换器的设计与实现

给出了利用运算放大器设计的电子二/四线转换器的电路形式,分析了电路性能,对两种实际设计电路进行了性能测试,给出了实验结果曲线。     

松辽盆地煤层在地震剖面上的特征

煤层具有低速度、低密度特征，煤层与其他岩性接触的界面是良好的波阻抗界面，可以形成强振幅反射波。煤层在常规及特殊地震剖面上都具有明显的反射特征。煤层的强透射损失对于煤层识别非常重要。