迭代集合卡尔曼滤波方法的性能比较研究

针对数据同化过程中模型的非线性问题,通过分析对比得出了一种适合强非线性系统的迭代集合Kalman滤波(IEnKF)。在Lorenz\|63模型的框架内,比较分析集合Kalman滤波(EnKF)、迭代集合Kalman滤波(IEnKF)和迭代扩展卡Kalman滤波(IEKF)在集合数、观测误差方差、放大因子和模型步长不同时同化性能差异,由此探讨这3种方法的优劣。研究结果表明:随着集合数的增加,3种算法的同化性能都得到了一定的改善;放大因子的增大,使其同化性能变差且EnKF呈现出多重波峰波谷的现象;3种方法的均方误差(RMSE）随观测误差方差和模型步长的增大而增大,其同化精度都变差;而IEnKF同化性能最优,更具有鲁棒性。     

蚊香元素成分的LIBS检测分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)作为一项很有前景的元素分析技术,具有原位测量、远程监控等优势,而对蚊香样品的LIBS检测应用是一项较新的课题。为将LIBS技术实际应用于环境监测领域,实验中利用时间分辨的激光诱导击穿光谱技术对蚊香样品的激光等离子体光谱进行了测量和分析,确定出蚊香中Al、Mn、Mg、Sr、Zn、Ba、Na、Ca、Fe、Si和H的11种元素成分;基于等离子体局域热动力学平衡模型,计算了等离子体温度。利用自由定标分析方法计算了上述元素的相对含量。实验结果表明激光诱导击穿光谱技术可以用于有害元素的快捷有效检测。     

Ag-SiO2复合纳米颗粒薄膜的制备及其光学特性研究

利用溶胶一凝胶法在玻璃基底上成功制备了Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜,SEM、TEM和XRD的表征分析表明Ag是以单晶纳米颗粒的形态均匀分散在SiO2基质中,形成了多孔状Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜。从Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜的光吸收谱发现,该复合薄膜中鲰纳米颗粒具有较强的等离子共振吸收峰,峰位在430nm附近,随着复合薄膜中Ag、Si摩尔比的逐渐增大,等离子共振吸收峰不断增强且发生蓝移,蓝移量可达30nm;研究Ag—SiO2复合纳米颗粒薄膜的光敛发光特性发现,当激发波长为220nm时,复合薄膜分别在330nm和375nm处出现了两个发光带,随着复合薄膜中Ag、Si摩尔比增大到0．11,两发光带均逐渐增强,继续增加Ag、Si摩尔比,两发光带又逐渐减弱,且375nm处的发光带变化尤为显著。     

ZnO缓冲层上低温生长Al掺杂的ZnO薄膜

采用射频磁控溅射法在ZnO缓冲层上制备了不同Al掺杂量的ZnO（AZO）薄膜。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL）等表征技术,研究了AZO薄膜的微观结构、表面形貌和发光特性。结果表明,随着Al掺杂量的增加,ZnO薄膜的择优取向性发生了改变,且当Al的掺杂量为0.81%（原子分数）时,（002）衍射峰与其它衍射峰强度的比值达到最大,表明适合的Al掺杂使ZnO薄膜的择优取向性得到了改善。在可见光范围内薄膜的平均透过率超过70%。通过对样品光致发光（PL）谱的研究,发现所有样品出现了3个发光峰,分别对应于以444nm（2.80eV）、483nm（2.57eV）为中心的蓝光发光峰和以521nm（2.38eV）为中心较弱的绿光峰。并对样品的发光机理进行了详细的探讨。     

生长ZnO薄膜的氧分压对ZnO/PS体系光学性能的影响

采用电化学阳极氧化法,在p型（100）晶向的单晶Si片上制备多孔Si（PS）样品;以PS为衬底,采用射频反应磁控溅射技术在不同O2分压下沉积ZnO薄膜。X射线衍射（XRD）结果显示,所有ZnO/PS复合体系在衍射角为34.24°附近均出现较强的衍射峰,对应于ZnO的（002）晶面,说明样品具有良好的c轴择优取向;但由于...     

自适应低通滤波器的设计

提出了一种自适应低通滤波器的结构和实现方法,输入信号预处理并整形后产生频率信号,频率信号经频率电压转换(F/V)电路转换成电压信号,再将该电压信号输入到模拟乘法器MLT04和电流反馈运算放大器AD844为核心构成的压控低通滤波电路.通过该电压信号调节滤波器的截止频率,从而实现滤波器频率的自动跟踪.介绍了设计原理,推导出设计公式并设计了自适应二阶低通滤波器电路.经过测试,输入信号的频率为100 Hz～10 kHz,实测结果与理论符合良好.改变F/V电路的定时电阻的阻值,电路工作频率可扩展到100 kHz.     

基于模糊控制的自主寻迹机器人设计

以飞思卡尔16 bit单片机MC9S12XS128为核心控制单元,设计了寻迹传感器,避障模块、驱动模块以及调试模块等硬件电路。在控制算法上采用模糊控制对小车进行控制,使得机器人能自动采集信息,分析外部环境,控制电机转向及寻迹,实现了机器人的自动寻迹以及避障功能。     

基于LM331的宽频频率/电压转换电路

提出了一种利用分频电路和放大电路实现对LM331构成的频率/电压转换电路输入信号频率范围进行扩展的方法,实现了1 kHz～30 MHz信号的频率/电压转换.该电路结构简单,成本低,功耗小,解决了在许多应用领域待处理信号频率范围较宽而处理不便的问题.     

宽频二阶程控低通滤波器的设计

设计了一种宽频二阶程控低通滤波器.二阶低通滤波电路由模拟乘法器、电流反馈运算放大器、可编程电阻网络及电容构成,充分利用了模拟乘法器和电流反馈运算放大器的优点,并通过主控电路调节数模转换电路的输出电压和低通滤波电路可编程电阻网络的值,实现截止频率程控.该滤波器具有截止频率高、信号处理范围宽、速度高等特点.     

Ti缓冲层对ZnO薄膜吸收特性和荧光光谱的影响

采用射频磁控溅射法在Si衬底和玻璃衬底上制备了ZnO/Ti薄膜,利用紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计等技术表征了ZnO/Ti薄膜的光学特性,研究了Ti缓冲层的厚度对ZnO薄膜的影响。透射吸收光谱显示所有ZnO薄膜在可见光区域的平均透过率超过80%,当引入缓冲层后,薄膜的紫外吸收边先向长波方向移动,且随着缓冲层厚度的增加紫外吸收边向短波方向移动。薄膜的荧光光谱显示,所有样品出现了位于390nm的紫外发光峰,435和487nm的蓝光双峰以及525nm的绿光峰,并对各发光峰的来源进行了探讨。