Adjustable transmission properties through ring-shaped nanotube arrays using finite-difference time-domain method

Metallic ring-shaped nanotube arrays are proposed and its optical transmission properties are studied by using finite-difference time-domain （FDTD） method. Compared with the transmission spectra of conventional circular nanotube arrays, two photonic band gaps are emerged in the transmission spectra offing-shaped nanotube arrays, the two band gaps and transmission spectra are adjusted by the length, inner radius, intertube spacing and the dielectric constants of the core and embedding medium, and magnitude modification, redshift and blueshift of the resonance modes are observed. A metallic ring-shaped nanotube arrays for subwavelength band-stop filter in the range of visible light can be achieved. To understand its physical origin, field-interference mechanism was suggested by the field distributions. The proposed nanostructures and results may have great potential applications in subwavelength near-field optics.     

太赫兹光谱识别木材的影响因素研究

径向变异和不同切面是影响太赫兹光谱识别木材的重要因素。为了探讨径向变异和不同切面对太赫兹光谱识别木材的影响,利用太赫兹时域光谱技术获取杉木和柳杉样品的太赫兹光谱数据,共600组木材光谱数据,分析太赫兹光谱,基于BP神经网络建立木材识别模型,比较模型预测的正确率。发现木材样品太赫兹光谱因为径向变异和不同切面而存在差异,预测样品与建模样品径向部位相同时和不同时的模型预测正确率差异较小,最高正确率达到96.25%,预测样品与建模样品切面相同时和不同时的正确率差异较大。结果表明,基于太赫兹时域光谱技术能够准确实现木材识别,径向变异对木材识别影响较小,不同切面对木材识别影响较大。     

基于熵权理论和渴求函数法的多响应优化设计研究

文章首先对多响应优化问题进行了回顾和分析,针对多响应优化设计中权重确定和优化模型的建立问题,探讨了熵权理论和基于过程能力指数的渴求函数法在多响应优化设计中应用的可能性,并提出了熵权理论和渴求函数法结合的多响应优化设计方法,然后通过实例对文中所提的方法进行了实证研究,最后得出结论通过将熵权理论和渴求函数结合应用于多响应优化问题中,可以达到很好的效果。     

城市河口填海特征及其生态影响的形态学研究

淤泥质河口是填海建港主要地区,体现出明显城市化形态特征,却未在城市形态学领域引发实质性研究,导致填海规划缺乏指导。本文选择20个研究对象,以适宜分辨率Goo对eEanh影像为数据源,利用形态绘制方法,依据基础形态指数稳定域,得出河口区适宜研究幅度和精度,并利用填海方式破碎度和潮间带特征指数分析河口形态与生态特征。结果显示,多数案例河口因填海使潮间带衰退严重;亚洲填海河口在以潮间带相关指数为生态评价要素的前提下,反映出较差形态稳定性和生态状况;同等填海规模下,单斑块填海比多斑块分散填海对潮间带侵占破坏更大。     

再辐射边界条件在FDTD中的应用

目前的吸收边界条件存在编程复杂,占有内存空间与计算量过大等缺点。再辐射边界条件通过在截断边界处引入与入射波等效电磁流符号相反的源,使得穿过边界的电磁场得到有效的衰减。与传统的吸收边界条件相比,再辐射边界条件具有吸收性能优越,设计思路清晰,编程简单,内存占有少,计算时间短的优点。推导了在离散网格中再辐射边界的反射系数与时间及空间步长的关系,通过时域有限差分方法（FDTD）进行了验证,与理论值基本相符。     

复杂工业过程运行的混合智能优化控制方法

工业过程运行的优化控制的目标是将反应产品在加工过程中的质量、效率、消耗的工艺指标控制在目标值范围内. 由于复杂工业过程的工艺指标难于在线测量且与控制回路输出之间的动态特性具有强非线性、强耦合、难以用精确模型描述、随生产边界条件变化而变化的综合复杂性,因此, 难以采用已有优化控制方法, 运行控制只能采用人工设定的控制方式. 由于人工控制不能及时准确地随运行工况调整设定值, 难以将工艺指标控制在目标值范围内, 甚至造成故障工况.本文提出了根据运行工况实时调整控制回路设定值, 通过控制系统跟踪调整后的设定值, 将工艺指标控制在目标值范围内的过程优化运行的混合智能控制方法. 该方法由控制回路预设定模型、前馈补偿与反馈补偿器、工艺指标预报模型、故障工况诊断和容错控制器组成. 在某选矿厂22台竖炉组成的焙烧过程的应用案例, 证明了所提出方法的有效性.     

基于FDTD法的电磁仿真的优化算法

在对研究对象所在空间进行电磁仿真的过程中,如果采用经典的均匀网格划分法处理具有复杂结构的物体(例如在同一物体上,某些部位之间的尺寸差别很大),势必造成网格数量巨大,计算成本过大的问题.为解决这个问题,提出了一种基于FDTD算法的渐变非均匀网格划分技术,在保证计算精度的基础上比均匀网格划分法占用更少内存和计算时间.仿真结果表明,该改进方法明显提高了计算效率.     

基于时域双谱特征的雷达目标识别

雷达目标高分辨一雏距离像(High range resolution profile,HRRP)是目标散射回波在雷达径向上的投影,具有非高斯、非线性特点.文中从双谱概念出发引入时域双谱概念.分析了HRRP的时域双谱特征.为提高识别性能,定义了Fisher类可分离度函数,以类间可分离度最大化作为特征提取准则,提取一些特征双谱作为HRRP的特征向量.采用基于子空间变换的独立分量分析(Principle component analysis,PCA)和线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)的特征提取方法进行了对比实验.结果表明,本文方法用于雷达目标高分辨一维距离像识别具有良好的抗喙性能和较高识别率.     

基于三角面元的FDTD网格生成与可视化实现

针对三维复杂目标利用时域有限差分法(FDTD)进行电磁数值计算中遇到的Yee元胞建模的难题,提出了一种将三维三角面元模型转换为Yee元胞模型的方法,方法的实质是判断Yee元胞的中心点是否在目标模型的内部或是表面,根据判断后输出的结果进行了FDTD数值计算,计算结果证明了方法可以正确且快速的实现时域有限差分法的自动网格剖分,实现了FDTD网格的自动剖分.并利用OpenGL技术编程实现了剖分模型的可视化,有效的提高了时域有限差分法的电磁仿真系统预处理的能力.     

Global sliding‐mode control with generalized sliding dynamics

A global sliding‐mode control (GSMC) scheme is proposed to provide a framework for ensuring the existence of a sliding mode throughout an entire response. Based on this framework, robust eigenvalue‐assignment GSMC (REA‐GSMC) is proposed to robustly assign closed‐loop eigenvalues that must be real. The eigenvalues being all real, however, leads to sluggish responses. According to most error criteria such as IAE, ISE, and ITAE, the optimum system should have complex eigenvalues. This paper proposes a GSMC scheme with generalized sliding dynamics, referred to as Generalized GSMC, in order to release the previous constraint on the REA‐GSMC. Thus, the Generalized GSMC can be designed to achieve a system that is both robust and optimum in the sense that it minimizes certain error performance indices in spite of the presence of system uncertainties. Experiments were conducted on a two‐link direct‐drive manipulator to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme. Copyright © 2009 John Wiley and Sons Asia Pte Ltd and Chinese Automatic Control Society