基于光纤延迟线的射频信号延时/衰减组件设计

射频信号延时/衰减组件能对射频信号进行不同数值的时间延迟和功率衰减,光纤延迟线能对光信号进行时间延迟。设计了一种基于光纤延迟线的射频信号延时/衰减组件,包含光发射机模块、光纤延迟线模块、光接收机模块、射频放大器模块和程控衰减器模块等功能模块;给出了该射频信号延时/衰减组件的主要技术指标,分析了其主要功能模块的电路结构组成和工作过程。在无线电高度表检测仪中的工程应用表明:该射频信号延时/衰减组件对射频信号的时间延迟精度高,功率衰减范围大,模拟高度值输出数量多,且工作稳定。     

光照参数对硅光电池响应性能影响的研究

利用硅光电池作为可见光通信中的光电探测器件,基于载流子的运动模型,分析了不同波长光照射下硅光电池的驰豫特性,通过仿真计算,得到了硅光电池的响应速度与光照波长之间的关系,并通过实验进行了验证。结果表明,在入射光功率一定的情况下,随着入射光波长的增加,硅光电池的响应速度加快;在同等条件下,硅光电池对冷白光的响应速度低于红、黄、绿光。将电平比较电路作为硅光电池响应输出失真信号的改善电路,实验结果表明,该电路可有效改善硅光电池的输出失真。     

大动态范围外延电阻淬灭型硅光电倍增器

外延电阻淬灭型硅光电倍增器(EQR SiPM)的特点是利用硅衬底外延层来制作器件淬灭电阻。为了进一步提高大动态范围EQR SiPM的光子探测效率,并且解决填充因子较低和增益较小等问题,在前期研究工作的基础上研制出微单元尺寸分别为15μm和7μm的EQR SiPM,有源区面积均是1 mm×1 mm。通过改变EQR SiPM的微单元尺寸优化填充因子,有效提高了探测效率与增益;其微单元密度分别是4400个/mm 2和23200个/mm 2,依然保持着较大的动态范围。室温条件下(20℃),工作在5 V过偏压的EQR SiPM至少可分辨13个光电子;15μm和7μm EQR SiPM的增益分别为5.1×105和1.1×105,在400 nm波长下的峰值光探测效率分别达到40%和34%。     

光纤编码器中的多路光电放大系统

光纤传感器中每一根光纤中的输出信号的有无(通光或不通光),都是相互独立的,并且是完全随机的,所以要将这些光信号转换成电信号,一般情况下每根光纤的输出端都要有一个相应的探测放大电路。对于由上千根光纤组成的传感器中,必须有相应数目的探测放大电路,这是很麻烦的事。为此,我们首先利用     

基于光纤探头的伽马射线辐照探测系统

设计了一种基于光纤探头的伽马射线辐照探测系统,系统探头采用光锥耦合器和光纤连接CsI晶体和雪崩二极管(APD),在复杂探测环境中具有较高的精准度。为采集、放大探测信号并稳定信号增益,设计了前置放大电路、APD偏压电路、控制及测量单元。利用LabVIEW开发了探测系统虚拟仪器软件,实现辐照信号的提升小波降噪和5点移动平滑预处理;预处理后的信号经过寻峰统计和波形分析后,得出伽马射线辐照强度。测试结果表明,具有光纤探头的伽马射线辐照探测系统能够适应复杂多样的辐照环境,探测结果具有较高的可信度。     

基于CUK型控制器的负偏压设计

在负偏压设计过程中，采用变压器存在体积大、周期长、效率低等弊端；极性反转型控制器难于控制传导EMI线形传送所带来的干扰；充电泵电路则存在噪声较大、功率较小等缺点。介绍的新型CUK型变换器，旨在实现一种高效、低成本、输出电压纹波极低的负偏压设计方案。     

用于点源透射比测试的光电探测装置设计及检测

采用点源透射比法可以对空间光学仪器的杂散光抑制能力进行测试。设计了一套光电探测装置来解决点源透射比测试中宽动态探测范围和微弱信号探测的难题,并搭建一套检测设备对该探测装置的探测动态范围、微弱信号探测能力进行了检测。光电探测装置采用硅光二极管作为光电转换器件,采用增益分级可调的前置放大电路将硅光二极管的光电流转为电压信号并放大输出。使用单色功率为1 W的RGB三光合一激光器作为光源,选择大量程减光片进行减光,搭建检测设备对光电探测装置相关指标进行检测。分别采用蓝、绿、红光激光器作为光源进行了探测实验,实验结果表明,光电探测装置探测动态范围达到10~(10),弱光探测辐照度为1.74×10~(-7)W/m~2,满足探测动态范围1010,弱光探测阈值10~(-7)W/m~2要求。该套光电探测装置能够满足星敏感器等空间光学仪器的点源透射比法杂散光系数测试要求。     

基于温度自补偿的光功率检测系统设计

光功率的准确测量对于现代工业生产具有重要意义。光功率测量过程中,多采用光电二极管作为测量传感器。由于光电二极管本身的固有特性,其输出信号易受温度等环境因素干扰,影响系统测量精度。提出一种具有温度自补偿的光功率检测方法,同时测量光信号和当前工作温度,通过所构建温度影响模型,利用温度传感器实时测量当前工作温度,据此对测量结果进行修正,以实现光功率的准确测量。实验表明:该温度自补偿的光功率检测系统能有效消除外界温度干扰,可达到较高的测量精度。     

可编程光频转换器TSL230及其应用

ＴＳＬ２３０可编程光／频转换器是新一代智能传感器,它在单片电路中集成了一个可配置的硅光电二极管和一个电流／频率转换器,可直接输出正比于入射光强度的频率信号,该器件能直接和微处理器接口,以极低的代价实现较高精度的光强检测和光强信号的数字化文中介绍了ＴＳＬ２３０的主要性能和使用方法。     

强力输送带无损检测系统中X光探测卡的设计

提出了一种强力输送带无损检测系统中X光探测卡的设计方案.采用线性图像传感器S3904设计出了X光探测卡,实现了其对穿过强力输送带的X射线的光电转换、积分放大和差分处理等.通过对X光探测卡仿真及实际测试数据的分析,表明该光电探测卡有效降低了线性图像传感器的暗电流对输出信号的影响,具有较高的光电灵敏度和信噪比,满足实际应用需求.     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

Hybrid inversion method for equivalent electric charge of thunder cloud based on multi-station atmospheric electric field

This article proposes the hybrid method to inverse the equivalent electric charge of thunder cloud based on the data of multi-station atmospheric electric field. Firstly,the method combines the genetic algorithm( GA) and New ton method through the mosaic hybrid structure. In addition,the thunder cloud equivalent charge is inversed based on the forw ard modeling results by giving the parameters of the thunder cloud charge structure. Then an ideal model is built to examine the performance compared to the nonlinear least squares method. Finally,a typical thunderstorms process in Nanjing is analyzed by Genetic-New ton algorithm with the help of weather radar. The results show the proposed method has the strong global searching capability so that the problem of initial value selection can be solved effectively,as well as gets the better inversion results. Furthermore,the mosaic hybrid structure can absorb the advantages of tw o algorithms better,and the inversion position is consistent with the strongest radar echo.The inversion results find the upper negative charge is small and can be ignored,w hich means the triple-polarity charge structure is relatively scientific,w hich could give some references to the research like lightning forecasting,location tracking.     

虚拟式流体参量集成测试系统及其实现

为了实现对流体参量的自动测量,运用虚拟仪器设计思想,采用组件技术、海量数据存储技术及仪器通用化设计方法,设计并实现了虚拟式流体参量集成测试系统.该系统能同时对流体的温度、压力和流量等进行动态测试.实验室演示表明,该集成测试系统性能稳定,操作简单,功能较强大.     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.