基于Bouc-Wen方程的磁流变阻尼器实验建模

在实验数据的基础上建立了磁流变阻尼器输出力与不同定常电流控制量的关系,讨论了提高预测精度的方法,对修正Bouc-Wen模型进行了进一步的简化修正.新的模型继承了Bouc-Wen模型对激励的适应能力,没有使用修正Bouc-Wen模型中参数随控制电压线性变化的函数,将控制量从Bouc-Wen方程中分离了出来.本文模型的预测结果与实验数据相一致,表明本文提出的模型能准确地预测不同谐波激励和不同定常电流控制下的磁流变阻尼器输出力.     

面向控制的变构型航天器柔性耦合动力学建模与仿真

对于带有大型可展开天线的通信卫星,其天线展开期间全星属于典型的变结构、变构型、变参数和变质心系统。该文采用加载模态综合-混合坐标法建立了这类星载天线展开过程各类运动工况的天线和整星两级控制的柔性耦合动力学方程,以及任意构型工况的全星柔性模型,通过典型算例仿真及惯性完备性检验,表明该文研究工作具有工程实用性和有效性。     

橡胶材料的非线性黏弹性本构方程

橡胶是一种非线性黏弹性材料,准确描述其非线性黏弹性力学响应的本构方程是橡胶材料及制品设计优化的关键。文中基于超弹性模型和并行流变模型(PRF)描述了橡胶材料的非线性黏弹性响应特征,重点探讨了由实验数据确定PRF本构方程材料参数的方法。首先通过单轴拉伸实验数据拟合得到超弹性模型,将应力松弛实验数据拟合得到表征材料线性黏弹性的模型-Prony级数,再将Prony级数转化为初始的PRF模型,进而不断优化得到PRF模型的准确材料参数,最后进行实验验证。结果表明,PRF模型计算的不同应变下的应力松弛数据与实验数据之间的误差仅为0.067%,PRF能准确地描述橡胶材料非线性响应的应力松弛行为。     

激光等离子体通道天线的色散特性研究

分析了激光等离子体通道周围为有耗气体媒质时激光等离子体通道天线(LPCA)所传播一般模式的色散特性.建立了LPCA的电磁模型,推导出广义柱坐标系下纵向分量所满足的波动方程和纵向场与横向场的关系,得到激光等离子体通道和周围媒质中的电磁场,利用边界条件导出了LPCA最严格的特征方程,重点讨论了传播常数随等离子体参数和周围介质参数的变化.分析结果表明,通过控制等离子体的频率可以达到控制LPCA色散特性的目的.     

真空等离子体天线的基本特性研究

利用根据单极表面波驱动等离子体天线原理建立的等离子体天线,通过实验和理论方法验证了单极表面波等离子体天线的等离子体长度与所加射频功率的关系,主要研究了不同射频功率相同充气气压和射频功率相同不同充气气压下的等离子体密度及其沿等离子体天线的分布和电子温度沿天线的变化,并将等离子天线和相同尺寸的铜天线接收本地调频波段电磁波的特性进行了对比,证实了等离子体天线作为接收天线是可行的.     

几种纤维素衍生物膜的反渗透性能与膜参数

从CA、CECA、TiCA 不同规格膜的反渗透实验数据和迁移方程,计算了各个膜的迁移参数。结合孔道模型和摩擦模型,求出了其它几种结构参数,讨论了这些参数变化与膜性能和材料性能之间的联系。     

环形天线结构点头模态的T-S型模糊控制

通过悬吊解耦实现环形天线结构的点头模态，再进行振动控制是一个亟待解决的技术瓶颈。本文研究了环形天线结构点头模态的T-S型模糊振动控制。以一个柔性缩比模型作为悬吊对象，应用有限元分析得到固有频率和模态；模态分析表明，当模型侧向悬吊时，点头模态受到的影响较小。再以侧向悬吊的模型参数建立状态空间方程，根据模糊控制原理，确定T-S型模糊控制规则，用线性输出函数代替复杂的清晰化过程，建立T-S型模糊控制程序，进行振动主动控制研究。数值结果表明，在T-S型模糊控制后，点头模态方向的响应大幅下降，达到了模态解耦后抑制振动的目的。     

形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器的变形研究

建立了可作为软体机器人中的形状记忆合金(SMA)弹簧驱动器的变形模型,获得了模型的待定参数A1、A2、A3、B1、B2、B3,并对该模型进行了实验验证。首先基于Clausius-Clapeyron方程和泰勒展开式,使用待定参数法建立了SMA弹簧的变形模型,描述了SMA弹簧的变形量、负载和温度之间的非线性关系;然后根据热平衡方程建立了电加热情况下的SMA弹簧温度变化模型,并获得了加热时间与弹簧温度的关系曲线;继而进行了零负载状态下的变形实验,根据实验结果计算出变形模型中的待定参数;最后通过定长通电驱动和定载荷通电驱动实验,验证了模型的正确性。所建模型能够为软体机器人中的SMA弹簧驱动器的控制方案建立提供参考。     

有机玻璃热压弹性回复实验与建模

首先通过热压缩实验研究热压工艺参数对有机玻璃(PMMA)热压后弹性回复的影响。从实验结果可知,温度和作用时间是影响热压后弹性回复率的重要因素。然后引入广义麦克斯韦方程作为热压应力松弛的控制方程,通过实验结果和模型计算结果对比,由该方程拟合的热压应力松弛曲线和实验测得的曲线具有较高的吻合度。最后由麦克斯韦方程导出弹性回复的数学模型,通过与实验结果对比可知,该数学模型对弹性回复的预测的误差小于10%。     

四面体构架式可展天线展开过程控制及测试

为了减小展开过程中天线节点的速度、加速度以及天线对星体的冲击力,对四面体构架式可展天线进行展开过程动力学分析,并提出一种通过施加主动力来控制展开过程的方法．设计加工了口径为2 m的天线模型,在此模型的基础上,就所提出的控制方法进行试验测试.测试采用非接触式计算机视觉测量系统,通过自编MATLAB程序对视频跟踪所得数据进行处理和分析,得到展开过程中天线节点的速度和加速度.试验结果表明,通过所施加的控制方法,有效地减小了天线节点在展开过程中的速度、加速度,从而降低了天线对星体的冲击力,验证了控制方法的可行性．     

大面积平面表面波等离子体的研究

低温等离子体技术已被广泛应用于各高科技领域 ,并且应用范围仍然在迅速拓展 ,这对等离子体本身提出了更高的要求 ,平面大面积、高密度均匀等离子体源是目前最迫切的需求之一。作者主要介绍表面波激发等离子体的原理 ,并在自行研制的一套平面大面积表面波等离子体源上 ,利用静电双探针测量了其Ar气放电的角向、径向和轴向的电子密度和温度。发现角向电子密度和温度均匀性与耦合天线及气压密切相关而与入射功率无关 ;径向电子密度和温度均匀性则与入射微波功率及气压密切相关而与耦合天线无关。因此 ,通过优化耦合天线来获得径向参数的均匀性及微波耦合效率 ,并增大微波功率、选择适当的气压 ,可产生大面积平面高密度等离子体     

The electric conductivity of a laser plasma excited at a ceramic surface

The electric conductivity of a laser plasma, excited at the surface of a 22KhS ceramics by a pulsed laser radiation, was studied in the presence of an external electric field oriented perpendicularly to the laser beam direction. Depending on the output laser power density, there are three characteristic regimes: (i) the absence of a laser plasma possessing electric conductivity; (ii) the formation of a conducting plasma in which the current is proportional to the laser power density and to the square of the applied electric field strength; (iii) the formation of a conducting plasma in which the current depends linearly both on the laser power density and on the applied electric field strength.     

Optical emission patterns and microwave field distributions in a cylindrical microwave plasma source

A cylindrical high density (10¹² cm⁻³) large volume (32 cm in diameter and 50 cm in length) homogeneous argon plasma has been produced by a microwave with a frequency of 2.45 GHz and a power of 900 W without a magnetic field. The plasma source is based on a ring shaped rectangular waveguide with eight equally spaced slots in its inside wall. Several optical emission patterns are observed on different conditions and the microwave field is measured by a movable antenna, which showed a clear relationship between the optical emission patterns and the electron field distributions. A mode transition, from a TE_8j mode to a TE_16j mode, occurs when the gas pressure increases from 660 to 1000 Pa. And there is an optical emission pattern when the microwave power decreases from 900 to 300 W. All these phenomena are described in detail and analyzed according to the interactional theory of electrons in plasma with microwave.     

Angular Dependence of the Radiation Power of a Josephson STAR-emitter

We calculate the angular dependence of the power of stimulated terahertz amplified radiation (STAR) emitted from a dc voltage applied across a stack of intrinsic Josephson junctions. During coherent emission, we assume that a spatially uniform ac Josephson current density in the stack acts as a surface electric current density antenna source, and the cavity features of the stack are contained in a magnetic surface current density source. A superconducting substrate acts as a perfect magnetic conductor with H _||,ac=0 on its surface. The combined results agree very well with recent experimental observations. Existing Bi₂Sr₂CaCu₂O_8+δ crystals atop perfect electric conductors could have Josephson STAR-emitter power in excess of 5 mW, acceptable for many device applications.     

Singularity in the current density distribution at the boundary of emitting region on a flat cathode surface

The process of electron emission from the boundary of regions with infinite and zero emissivity on a flat cathode surface of a vacuum diode in the space-charge-limited current regime has been theoretically studied. The space charge density, electric field, and velocity field distributions in the interelectrode gap are determined using self-similar solutions of the equations of motion of charged particles. It is established that a singularity, where the emission current density tends to infinity according to a power law, appears at the boundary. From this special point, electrons are emitted at an angle of 103° relative to the electrode surface.     

ICP等离子体源天线设计

感应耦合等离子体技术以其低气压下产生高密度等离子体的能力及良好的可扩展性成为微细加工中的重要的加工技术之一.本文提出了一种新型的三段式线圈的设计方法,对激发电场进行了数值计算.结果表明设计的天线能够在径向和方向角方向上产生均匀性良好的电场,耦合效率较高.     

螺旋波等离子体的密度与离子能量分布的诊断

螺旋波等离子体是一种高密度的低温、低气压等离子体。这种等离子体在超大规模集成电路工艺、微机电系统加工、新型薄膜材料及纳米材料制备、材料表面改性以及气体离子激光器等方面具有广泛的应用前景。本文采用一套球栅阻滞场带通式能量分析器 ,对螺旋波等离子体在工艺室扩散区样品架表面的特性进行了一些初步的实验研究 ,主要测试了在样品附近的等离子体在其表面上所形成的离子流密度 (从而导出等离子体密度 )以及入射离子的能量分布 ,并对这些参数随射频输入功率的变化进行了研究。研究发现 ,在螺旋波等离子体的扩散区 ,离子能量分布的宽度比用离子温度预期的值大得多 ,本文定性地讨论了其原因     

Measurements and Computations of Electric Field Intensity and Power Density

Conversion equations for converting the transmitting power, receiving power, or receiving voltage to electric field intensity and power density are derived and discussed. If the antenna factor, antenna gain, and the cable parameters are known, the electric field intensity or power density at some distance from the transmitting antenna may be determined by means of a specific conversion equation for a given signal frequency. The developed conversion equations may aid the electronics engineers to compute the electric field intensity and power density in a quick way.     

用于空间辐射主动防护的等离子体发生器设计

等离子引发磁膨胀技术被美国航空航天局推荐为最有工程应用价值的空间辐射主动防护技术。在该技术中,高密度等离子体发生器的设计是其中的关键技术之一。本文设计了一种高密度螺旋波等离子体发生器,采用13.56 MHz射频源激发等离子体天线,并将该等离子发生器偏心放置在表面磁感应强度为0.1 T的柱状永久磁铁内,以氩气为工作气体进行了真空舱磁膨胀实验。利用朗缪尔探针,对发生器产生的等离子体密度及温度随输入功率的变化进行了测量,该发生器成功地引发了磁铁磁场膨胀。     

Numerical Model of the Microwave Properties of Superconducting Resonators and Transmission Lines

We propose a model for microwave power transmission in superconducting lines and resonators. The correct current density incorporating the critical current density is used. A numerical self-consistent method is suggested to calculate different transport quantities, such as the surface resistance and the quality factor as function of both temperature and magnetic field. The effect of the strength of pinning on the transport properties is studied, as well. Some of these results are compared with experiment.