基于Matlab的量子激光雷达稳频通信模拟系统设计

传统通信模拟系统设计较为复杂,导致模拟过程消耗能量较大,不能准确模拟稳频通信质量。因此,提出基于Matlab的量子激光雷达稳频通信模拟系统。由于振荡器是雷达形成初始信号源的基础,通过分析振荡电路与相位噪声,获得相位噪声函数与通信频率存在的关系;为确保通信过程的稳定,将准确性与稳定性作为信号质量的评价指标,并采用锁频环稳频技术计算频率偏移程度,根据PID控制算法控制频率,量子激光雷达稳频通信;利用Matlab确定激光器、探测器等硬件组成结构,通过时序与数字阵列的设置完成模拟系统设计。仿真结果表明所提系统结构简便、性能稳定,能够真实模拟出稳频通信的信号质量。     

应用于光遗传学的集成式注入型生物光电极器件的研究进展

光遗传学是一门涉及神经科学、光学、半导体光电子学及生物医学的交叉科学.把光作为一种遗传学的研究工具,可为神经科学研究提供更高效、精准的神经调控手段,也为临床精神疾病的研究和治疗提供了新的思路.集成式注入型生物光电极是一种集刺激神经元的光源与采集生物电信号的微电极于一体的多功能生物微探针,在利用活体生物进行的光遗传学研究中有着重要的应用.文章回顾了光遗传学的历史,对集成式注入型生物光电极器件的分类和发展进行了分析,详细比较了不同类型光电极器件在结构和性能上的差异,从电学特性、噪声信号、生物兼容性及可靠性等方面进行评价.最后,对光电极器件的未来发展进行了初步的探讨.     

一种改进的特征匹配算法在碎片云测量建模中的应用

为满足超高速撞击典型Whipple防护构型的损伤评估需求,利用图像处理技术对碎片云序列阴影图像进行深入研究。使用超高速序列激光阴影成像仪得到三组不同实验条件下碎片云发展过程的高清阴影图像,分别对每组最具代表性的2帧进行图像处理分析;根据碎片云图像特点以及碎片运动特性,提出了一种改进的碎片二次特征匹配算法,该方法包含碎片粗定位、特征定义及初匹配和精确匹配三步策略;通过运用改进的匹配算法,对选取的相邻两帧图片完成碎片高效匹配,并提取匹配碎片的运动参数,进而分析碎片的速度分布和飞行角度分布,获取二次碎片云相关运动特性;得到三组实验各自的轨迹模拟图。根据得到的轨迹分析结果分别对三组实验的后板损伤进行估计,并通过与防护构型的实际损伤结果进行比较,验证了该方法的有效性。     

基于LP与小波包的复杂机电系统监测序列混沌降噪方法

针对流程工业生产系统监测数据存在强噪声和混沌性的特点,提出了一种局部投影方法(Local Projection Method)与小波包方法相结合的信号降噪方法。该方法先利用局部投影方法从动力学系统嵌入流形的角度进行多次迭代降噪,并根据关联维数来判定迭代终止;再利用小波包方法从频率的角度进行降噪,抑制高频噪声的干扰,取得了较好的降噪效果。用Lorenz时间序列进行仿真验证,对仿真时间序列加入不同程度的噪声,对比分析小波包、局部投影与该方法降噪后的相空间、SNR值和最大Lyapunov指数,证明了该方法对于中高强度噪声具有更好的降噪效果。并将该方法用于某压缩机组的实际监测数据降噪,评估三种方法的降噪效果,进一步验证了该方法的优越性。     

基于全相位预处理的时域多重信号分类波达方向估计方法

低信噪比下,针对宽带短脉冲情况下频域多重信号分类(MUSIC)中噪声子空间估计不稳定问题,提出一种基于全相位预处理的时域多重信号分类波达方向(DOA)估计方法。①对线列阵接收数据进行分组处理;②按搜索角度对各组数据进行相移预处理,并对各组数据预处理结果进行相加,得到一组新数据;③对线列阵接收数据在时域构建相移后的协方差矩阵,在更短数据长度下,稳定实现噪声子空间估计,并依据估计出的噪声子空间含有的正交特性,通过单位矩阵加法器得到相应空间谱估计值,实现波达方向估计。数值仿真和实测数据处理结果表明,相比频域MUSIC方法,该方法有效提高了线列阵接收数据协方差矩阵中信号含有量和信噪比,能够在更短数据长度情况下实现对噪声子空间的稳定估计,具有较好的稳定性和检测性能,提高了MUSIC方法在实际波达方向估计中的鲁棒性。     

基于卷积神经网络的单目深度估计

针对利用深度学习方法对街道图像进行深度估计，提出采用语义分割的方法解决深度图出现边界模糊等问题；估计深度通过左右视角图生成视差图进行无监督的训练。在网络模型中添加语义分割层，采取多个空洞卷积并行的结构增加感受野，同时减少了图像下采样的次数，降低了由于下采样带来的信息损失，使得的结果更加准确。这也是在深度估计中首次与空洞卷积相结合增加准确率。通过对KITTI街道数据集进行训练，与现有结果相比，除了增加检测准确性，降低错误率之外，使得效果图中的物体更加清晰，并且在效果图中还保留了一些原模型中被忽视掉的细节信息，将原始图像更加完整的表现出来。     

Stochastic stabilization and destabilization of nonlinear and time‐varying hybrid systems by noise

The aim of this article is to design a suitable strength function g(t,x,r(t)) such that the Wiener noise g(t,x(t),r(t))dw(t) either stabilizes or destabilizes a given nonlinear and time‐varying hybrid system . To this end, the basic properties, including the existence and uniqueness of the local and global solutions and the nonzero property of solutions of the nonlinear and time‐varying hybrid stochastic systems, are first investigated as the theoretical basis of the article. Second, two theorems and the corresponding corollaries on the stability and instability of the hybrid stochastic systems are established. Third, the design method for the noise strength g(t,x,r(t)) is then proposed based on the established theorems. We also point out that the Markov jump r(t) may have a stabilizing (respectively, destabilizing) effect when we design the noise strength g(t,x,r(t)) so that the introduced noise g(t,x(t),r(t))dw(t) stabilizes (respectively, destabilizes) the corresponding hybrid system. Finally, we illustrate our method using two examples. Compared with the existing literature, our method is suitable for a wider class of nonlinear and time‐varying systems with weaker conditions than quasi‐linear systems.     

Fault detection and identification for a class of continuous piecewise affine systems with unknown subsystems and partitions

This paper establishes a novel online fault detection and identification strategy for a class of continuous piecewise affine (PWA) systems, namely, bimodal and trimodal PWA systems. The main contributions with respect to the state‐of‐the‐art are the recursive nature of the proposed scheme and the consideration of parametric uncertainties in both partitions and in subsystems parameters. In order to handle this situation, we recast the continuous PWA into its max‐form representation and we exploit the recursive Newton‐Gauss algorithm on a suitable cost function to derive the adaptive laws to estimate online the unknown subsystem parameters, the partitions, and the loss in control authority for the PWA model. The effectiveness of the proposed methodology is verified via simulations applied to the benchmark example of a wheeled mobile robot.     

A low power and low phase-noise 91~96 GHz VCO in 90 nm CMOS

This paper reports a 94 GHz CMOS voltage-controlled oscillator (VCO) using both the negative capacitance (NC) technique and series-peaking output power and phase noise (PN) enhancement technique. NC is achieved by adding two variable LC networks to the source nodes of the active circuit of the VCO. NMOSFET varicaps are adopted as the required capacitors of the LC networks. In comparison with the conventional one, the proposed active circuit substantially decreases the input capacitance (C_in) to zero or even a negative value. This leads to operation (or oscillation) frequency (OF) increase and tuning range (TR) enhancement of the VCO. The VCO dissipates 8.3 mW at 1 V supply. The measured TR of the VCO is 91~96 GHz, close to the simulated (92.1~96.7 GHz) and the calculated one (92.2~98.2 GHz). In addition, at 1 MHz offset from 95.16 GHz, the VCO attains an excellent PN of – 98.3 dBc/Hz. This leads to a figure-of-merit (FOM) of ?188.5 dBc/Hz, a remarkable result for a V- or W-band CMOS VCO. The chip size of the VCO is 0.75 × 0.42 mm², i.e. 0.315 mm².     

水位骤降对下伏隧道堤防安全影响研究

建立了考虑水位骤降条件下的下伏隧道堤防模型,依托湘江某下伏隧道堤防工程,基于堤防边坡渗流原理,结合有限元应力计算,探讨了不同水位骤降速率下的浸润线情况,计算了堤防安全系数。研究结果表明:湘江水位骤降速率越快,浸润线变化范围越大,浸润线变化范围与水位降落速率成正比;湘江水位骤降速度在3 m/d^4 m/d,水位降到28.8 m时,堤岸失去稳定;水位骤降并非整个过程中堤岸均处于失稳状态,而是水位降至某高度后堤岸失稳,骤降速率增快对堤防安全系数有一定负面作用。研究结果对隧道下穿堤防建设具有一定指导意义。