混合激励与应变超晶格系统沟道运动的临界特征

从势和场的观点出发讨论了带电粒子在应变超晶格中的运动行为.在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和混合激励项的广义摆方程.利用Melnikov方法讨论了系统的临界性质与混沌行为.结果表明,系统的混沌行为与它的参数有关,适当调节参数,就可以原则上保证系统的稳定性.     

非谐激励与周期弯晶中粒子运动的混沌行为

利用Melnikov方法讨论了非谐激励系统的混沌行为,并在极限情况κ→0下,把非谐激励转化为谐波激励,而运动方程化为倒置摆方程.倒置摆方程描写了带电粒子在周期弯晶中翻越势垒的横向运动行为.结果表明:系统的稳定性与参数有关,适当调整参数就能保证系统是稳定的;即使保持参数不变,调整系统初始状态也可以使系统完成从无序向有序,或者从有序向无序转换.     

平均法与晶体摆动场辐射的次共振行为

试图用传统方法把自由电子激光推向更短波长在技术上遇到了严重挑战.利用晶体摆动场辐射作为短波长相干光源引起了人们的广泛注意.利用Lindhard势,在经典力学框架内把粒子运动方程化为广义Duffing方程,利用平均法分析了粒子在次共振附近的运动行为;并对系统的跳跃现象和临界特征进行了讨论.结果表明,系统的稳定性与其参数有关,只需适当调节这些参数,稳定性就可以在原则上得到保证.     

受迫摆方程与准沟道辐射的稳定性

从受迫摆方程出发导出了系统的频率响应,并从Mathieu方程的稳定区和不稳定区讨论了系统的稳定性。指出了粒子的准沟道运动可以用周期转动解来描述,并利用系统的周期倍分叉、跳跃现象和弛豫行为讨论了准沟道粒子运动的稳定性。结果表明,适当选择参数,系统的稳定性是可以保证的。     

时空周期场与非相对论粒子的电磁辐射

寻找新光源,特别是短波长激光光源引起了人们的广泛兴趣.在时空周期场中运动的带电粒子表现出了预期的行为.指出了置于外场中的超晶格是典型的时空周期场.假设掺杂超晶格的导带底是周期调制的,在经典力学框架内,将非相对论粒子在时空周期场中的运动方程化为带有阻尼项和受迫项的摆方程.在无阻尼情况下,利用摄动法导出了系统的一阶近似解,讨论了高次谐波辐射和辐射强度;用Hamiltonian原理和相平面方法讨论了系统的稳定性.在阻尼情况下,利用Melnikov方法讨论了系统的临界特征和混沌行为.结果表明,非相对论粒子的高次谐波辐射存在局部极大,可望作为短波长激光光源.由于系统的稳定性与它的参数有关,只需适当调节这些参数,系统的稳定性就能得到保证.     

倒置摆的有效势与晶体摆动场辐射的稳定性

在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为倒置摆方程.在线性近似下,分别用参数变易法和LP方法讨论了无阻尼情况下系统的一阶不稳定区.在非线性近似下,用有效势分析了系统的稳定性,并对普通摆和倒置摆进行了统一描述.结果表明,系统的稳定性与阻尼有关,阻尼越大稳定性越好;指出了普通摆描述的沟道粒子的运动行为,系统的平衡位置过支点垂直向下;倒置摆描述了带电粒子在周期弯晶中的准沟道行为,平衡状态过支点垂直向上.     

Cl掺杂对n-Cu2O的光电性能的影响

试图用传统方法把自由电子激光推向更短波长在技术上遇到了严重挑战。利用晶体摆动场辐射作为短波长相干光源引起了人们的广泛注意。利用Lindhard势, 在经典力学框架内把粒子运动方程化为广义Duffing方程, 利用平均法分析了粒子在次共振附近的运动行为; 并对系统的跳跃现象和临界特征进行了讨论。结果表明, 系统的稳定性与其参数有关, 只需适当调节这些参数, 稳定性就可以在原则上得到保证。     

超晶格量子阱异宿轨道的混沌行为

在经典力学框架内和小振幅近似下,把超晶格量子阱的粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项的广义Duffing方程,并用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和粒子运动周期;用Melnikov方法构造了异宿轨道的Melnikov函数,并利用Poincare映射分析了异宿轨道在Smale马蹄意义下的混沌行为.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节系统参数就可以避免或控制混沌发生,从而保证系统的稳定性.     

周期场中片状束输运的分叉与混沌行为

强流技术的基本问题之一是它的空间电荷和束流的稳定性。利用片状束在周期场中的聚焦和输运可将问题减至最小。引入非线性和运动阻尼,在经典物理框架内,把周期场中片状束的冷腔运动方程化为广义的Mathieu方程。利用Melnikov方法分析了系统的次谐分叉和Smale马蹄混沌;并对系统的临界条件进行了讨论。结果表明,系统稳定性与它的参数有关,只需适当调节参数原则上可以保证系统的稳定性。     

超晶格量子阱光学双稳态系统的全局分叉与混沌行为

基于超晶格量子阱的双稳态效应,在经典力学框架内,把粒子的运动方程化为了具有阻尼项和受迫项的摆方程.利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分叉进入混沌的临界值.结果表明,系统进入混沌的临界条件与它的参数有关,只需适当调节这些参数就可以避免或控制混沌,为光学双稳态器件的设计提供了理论分析.     

高频调制与储存环中粒子纵向运动的稳定性

考虑到运动阻尼、高频噪声和系统非线性等因素的影响,把储存环的同步运动方程化为含有阻尼项、受迫项和高阶相移因子的非线性微分方程。用摄动法导出了系统的近似解,并分析了系统在共振线附近的运动行为。揭示了系统跳跃现象和临界特征,分析了系统的数学稳定性和物理稳定性。结果表明,当三阶非线性相移因子小于零时,系统可以实现三束储存。     

晶体摆动场辐射与共振线附近的动力学行为

在人们寻找新光源,特别是短波长激光光源的探索中弯晶起到了十分重要的作用,参数X-射线辐射射和晶体摆动场辐射引起了人们极大注意。为了成功获得参数X-射线辐射和晶体摆动场辐射,系统必须是稳定的。分析了晶体弯曲、辐射衰减、晶格热振动、电子多重散射和相互作用的非线性等因素对系统稳定性的影响。在经典力学框架内和小振幅近似下,把粒子运动方程化为了具有阻尼项、受迫项和固定力矩的广义摆方程。用摄动法讨论系统在1/2和1/3超共振附近的运动行为,发现了共振曲线的后弯和跳跃现象。临界条件的分析表明,系统的稳定性与它的参数有关,适当调节系统参数,就可以保证系统是稳定的。     

微极性流体对轴承转子的影响

通过变分原理求解微极性流体润滑的Reynolds方程得到轴承转子的油膜力,以有限宽刚性Jeffcott转子为研究对象,给出了适用于微极性液体润滑剂的广义雷诺方程,用数值积分法研究了不同参数变化下有限宽轴承转子系统的非线性动力学行为。借助分岔图、Poincare映射图、时间历程图和谱分析等分析了系统的运动形态。数值分析结果表明,系统存在着拟周期运动,且在不同的参数下微极性效应越明显,即L0越小N越大系统越稳定。     

Adaptive displacement control with hysteresis modeling for piezoactuated positioning mechanism

An adaptive displacement control with hysteresis modeling for a piezoactuated positioning mechanism is proposed in this paper because the dynamic performance of piezosystems is often severely deteriorated due to the hysteresis effect of piezoelectric elements. First, a new mathematical model based on the differential equation of a motion system with a parameterized hysteretic friction function is proposed to represent the dynamics of motion of the piezopositioning mechanism. As a result, the mathematical model describes a motion system with hysteresis behavior due to the hysteretic friction. Then, by using the developed mathematical model, the adaptive displacement tracking control with the adaptation algorithms of the parameterized hysteretic function and of an uncertain parameter is proposed. By using the proposed control approach on the displacement control of the piezopositioning mechanism, the advantages of the asymptotical stability in displacement tracking, high-performance displacement response, and robustness to the variations of system parameters and disturbance load can be provided. Finally, experimental results are illustrated to validate the proposed control approach for practical applications.     

音圈电机稳速系统及图形化调试界面设计

传统像面扫描系统通常由旋转电机驱动,转动变平动,存在中间传动环节,引入摩擦、间隙、机械形变等问题,破坏系统高速运行时的稳定性。文章设计了由音圈电机驱动的像面扫描系统,具有无滞后、高响应、高加速度、高速度、控制方便等优点,实现了高精度往复运动,获得了高质量图像。在调试像面扫描控制器参数的过程中,开发了基于Labview和GEL语言的图形化调试界面,缩短了开发周期,可以推广到其他电机控制调试系统中。     

激光系统的不稳定性及混沌

对于单模均匀展宽的行波激光器，利用海森堡方程，得到了描述Ｂ类激光器的Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｂｌｏｃｈ方程组。利用计算机数值模拟的方法研究了泵浦参数受调制的情况。观察到一系列“正”的极限环与“倒”的混沌带的倍周期分岔序列，以及嵌在混饨带中的ｆ／３周期窗口，并计算了收敛常数δｎ。另外，在此模型里，大量存在由一个单一极限环的平凡吸引子到混沌的奇异吸引子的突变过程。还给出了部分参数区间的瞬态行为，其稳态虽然是单一的极限环运动，但暂态却随参数的改变呈现出准周期不稳定性及混沌的复杂运动形式。