基于遗传算法的微波均衡器仿真和工程设计

研究了用于均衡行波管增益的微波均衡器的计算机仿真和工程设计问题。理论分析并建立了均衡 器的一般微波网络模型,该网络模型具有数十个优化变量,能够使均衡器实现任意有理函数类的均衡曲线。利用遗 传优化算法完成多变量的单目标或多目标优化,最终根据优化结果来具体实现均衡器的工程设计并为后期调试提 供指导。设计了一种C 波段10 阶同轴均衡器,实物调节和测试表明该设计对该波段的各种均衡曲线均有很好的适 应性,均衡误差1dB 以内,其中均衡枝节还具有温度补偿特性,高低温温飘小于5MHz。     

基于多模速率方程电路建模的太赫兹量子级联激光器稳态性能及输出光谱特性分析

通过改进的三能级多模态速率方程,运用电路建模 方法,建立了太赫兹(THz)量子级联激光器(QCL)的一种等效电路模型。由于基于多模 态效应进行建模,所建模型能够有效表 征多模态效应对THz QCL光电性能的影响。模型中,涉及的非辐射散射时间、自激发射弛豫 时间以及电子逃 逸时间均根据器件有源层结构参数通过自洽数值求解获得。采用所建模型,可运用通用电路 仿真工具实现对 THz QCL光电特性的模拟分析,克服了数值分析方法计算复杂、模拟时间长的缺点。运用电 路仿 真工具PSPICE对2.47THz QCL的稳态特性和输出光谱特性进行了模拟 分析,并讨论了温度变化对器 件阈值电流、输出光功率以及输出频谱的影响,分析结果与已报道的理论和实验结果一致 ,验证了本文方法的适用性和准确性。     

316L不锈钢大气腐蚀的电化学噪声检测:理论模型与应用

采用电化学噪声(EN)技术针对大气环境下不同腐蚀状态的316L不锈钢试片进行了EN检测,并研究EN特征参数如电位噪声标准偏差、电流噪声标准偏差、谱噪声电阻和噪声电阻与腐蚀速率之间的关系。实验结果表明,当相对湿度增加时,电流噪声标准偏差及其功率谱密度(PSD)增大,电位噪声标准偏差及其PSD减小,谱噪声电阻值减小。当湿度较高时暴露2 a的316L不锈钢试样由于腐蚀动力学发生变化,出现表征钝化膜破裂修复的暂态峰;而空白试样由于钝化膜较为完整,因此电流噪声波动幅值较小。电化学噪声的Thevenin等效电路的模型分析结果表明,电位噪声、电流噪声以及噪声电阻的主要影响因素是溶液电阻Rs以及工作电极和对电极的阻抗模值(Z_a和Z_c)。谱噪声电阻的影响因素除了R_s、Z_a和Z_c外,还包括工作电极EN的PSD影响。本文建立的EN电化学等效电路模型分析为大气环境下金属材料的EN检测的可靠性奠定基础,未来有望应用于金属装备或构件在其他工业大气环境中的腐蚀检测。     

基于活塞压缩机的直线感应电动机的特性计算及其仿真分析

针对驱动活塞压缩机的圆筒型直线感应电动机,建立了计入边端效应下的直线电机等效电路模型,推导出了电机的电磁推力、功率与效率等通用特性关系式。仿真结果表明,考虑边缘效应后,更能获得接近实际的电机特性曲线,也为其电磁设计与活塞的动力特性分析提供了一定的理论依据。     

夹心式低频超声换能器设计

针对夹心式换能器的设计问题,分析推导了夹心式换能器常用的4种设计方法,即解析法、等效电路法、传输矩阵法和有限元法,并比较分析了这些设计方法的特点和适用范围。为简化设计,提出了设计系列化的思路和用设计方法本身统一各元件性能参数表达式等问题,并找出了影响设计精度的原因。     

高阻抗超高性能混凝土的交流阻抗特性及其等效电路模型

为预防地铁运营产生的杂散电流对混凝土结构造成腐蚀损伤,制备出28d电阻率大于3kΩ/m且抗压强度大于120 MPa的地铁工程用高阻抗超高性能混凝土(HI-UHPC),通过交流阻抗谱揭示了不同因素对HI-UHPC交流阻抗性能的影响,最终提出了适用于HI-UHPC的等效电路模型。结果表明:钢纤维和PVA乳胶粉的掺入可显著提高HI-UHPC的抗压强度。普通水泥基材料的高频弧在水化10 h时出现,HI-UHPC的高频弧则在水化1 h时出现。钢纤维会使HI-UHPC内部形成钢纤维搭接而成的导电通道,增加自由电子转移的可能并降低基体体积电阻。PVA乳胶粉在HI-UHPC内部会形成基体-PVA乳胶粉膜界面并改变孔结构,减少其内部的有效导电路径,最终提高HI-UHPC的阻抗。HI-UHPC的等效电路模型由连通导电路径、不连通导电路径以及绝缘路径组成。随着龄期的增长,水化产物和聚合物膜逐渐形成,基体内自由水被消耗,孔隙结构逐渐致密,导致孔隙中载流子的传输通道被阻断,使得连通导电通道的电阻和非连通导电通道的电阻逐渐变大,而非连通导电通道的电容和绝缘导电基体的电容逐渐减小。     

基于透射式非稳腔的单纵模TEA CO_2激光器

为了获得TEA CO_2激光器高质量的单纵模输出,对种子注入锁定的TEA CO_2激光器进行了研究。首先,本文提出了一种透射耦合输出的虚共焦非稳谐振腔方案,利用Glad软件的Prony法对腔模的演化进行了仿真分析,并实验记录了近场与远场的光斑光强分布。仿真结果与实验结果吻合,验证了此腔型方案的合理性。其次,在此腔型的基础上进行了腔外种子注入锁定实验,实验结果显示:自由振荡时存在频率为195 MHz的拍信号,当种子注入锁定成功后,输出激光拍频消失,波形变光滑,峰值功率降低48.6%,脉冲产生时间缩短20ns。实验结果与已有成果吻合,验证了此种透射式非稳腔的TEA CO_2激光器具有输出高质量单纵模的能力。     

电控发动机与公交车辆信号匹配设计

信号的匹配设计是确保信号正确传递、获取的基本保证。对电控发动机而言,信号是发动机赖以正确生存的生命线,不正确的信号将导致发动机的异常运行,车辆不能实现驾驶人员的使用意愿。以SC8DK发动机为例进行匹配设计要求的说明。     

用零泛器分析多线圈耦合网络

构造一互感耦合的零泛器等效电路模型,这样的零泛器网络不存在耦合,故使其网络方程极易建立。并给出建立这种等效电路的节点电压方程的直接方法以及计算机建立该方程的算法。     

分裂节点与二端口网络的实现

利用信号流程图研究二端口网络不同形式的构成及相互转换方法，给出了实现任意二端口网络Ｔ型或π型等效电路的一般步骤。