低信噪比下二维联合快速超分辨B-ISAR成像方法

双基地ISAR成像分辨率受限于信号带宽和方位积累时间,且成像质量受噪声影响严重.本文在充分考虑回波的二维联合稀疏特征基础上,提出二维联合字典下的矩阵复数近似消息传递超分辨快速成像算法.在构建双基地ISAR的二维联合超分辨成像模型基础上,首先通过向量化处理,将二维超分辨成像问题转换为复数基追踪去噪问题;其次通过两种策略实现复数基追踪去噪问题的快速求解,一是利用向量化与Kronecker积的关系,推导出矩阵形式复数近似消息传递算法,从而避免向量化处理带来的大矩阵运算量和大存储量问题;二是为进一步减少单次迭代的运算量,将矩阵乘法等效为二维快速傅里叶变换.最后,利用本文算法在迭代过程中对噪声阈值不断精确逼近,提高算法在低信噪比下的成像能力.仿真数据成像结果验证了本文算法的有效性.     

可重构空间故障容错机械臂设计

从机械臂运动学的角度，定义了故障容错机械臂、故障容错机械臂的阶、通用故障容错机械臂和特定任务故障容错机械臂，论证了通过运动学关节冗余也同样可以提高机械臂系统的可靠性，故障容错机械臂所应该具备的自由度数，以及针对不同的任务要求，设计故障容错机械臂的方法。通过将任务空间抽象简化为一系列的特征点，建立机械臂参数与理想值相关的罚函数，选择有效的优化算法，设计出了通用一阶故障容错平面位置机械臂，通用一阶故障容错空间位置机械臂，以及特定任务一阶故障容错平面位置机械臂，建立起完整的故障容错机械臂的设计方法。     

具有容错性能的6R机械手位置反解

一般6R机械手在一个关节发生故障时，成为5R机械手或称欠自由度机械手。如果机械手抓取的是棒状物体，可以对手爪围绕棒中心线的转动姿态参数不加限制，从而把这一转动虚拟成一个未知的旋转关节，这样欠自由度机械手的位置反解问题就转换成含有6个未知量的位置反解问题。由于其结构参数将发生变化，且故障的关节是不确定的，因而反解程序须满足这一不确定性要求。一旦位置反解的运动学方程建立之后，解方程的过程与一般6R机械手的算法类似。通过数值算例，验证了机械手末端姿态γ不加限制时，这种单关节故障的一般6R机械手位置反解的个数是16。     

DRNN神经网络逆控制方法在DDV伺服系统中的应用

对于直接驱动阀(DDV)式作动器伺服系统,由于很难找到最佳的参数匹配以及回路中存在死区非线性因素,使得传统的PID控制无法取得令人满意的控制效果.为此提出一种动态对角回归神经网络(DRNN)逆控制方法,该逆系统控制方法是将对象的逆模型作为控制器加入到控制回路里面,并与控制对象串联构成一个伪单位环节,使得系统的输出能够跟踪系统的输入,经过仿真实验,可以看出该神经网络逆控制比单一PID控制器的动态性能要好.     

两自由度闭链触觉再现机构的设计与仿真

设计完成了具有两个自由度的闭链触觉再现平面机构 ,对该机构进行了运动学和静力学分析 ,得到了其位移求解的正反向运动方程和电机输出力矩的计算方法 ,为选择电机提供了依据。以虚拟样机技术为基础 ,综合应用三维实体造型软件 UG和机械系统动力学分析软件 ADAMS建立了所设计的触觉机构的虚拟样机 ,通过仿真分析 ,验证了所设计机构的实用性和理论推导结论的正确性。     

Increasing the Efficiency of Organic Dye‐Sensitized Solar Cells over 10.3% Using Locally Ordered Inverse Opal Nanostructures in the Photoelectrode

3D inverse opal (3D‐IO) oxides are very appealing nanostructures to be integrated into the photoelectrodes of dye‐sensitized solar cells (DSSCs). Due to their periodic interconnected pore network with a high pore volume fraction, they facilitate electrolyte infiltration and enhance light scattering. Nonetheless, preparing 3D‐IO structures directly on nonflat DSSC electrodes is challenging. Herein, 3D‐IO TiO₂ structures are prepared by templating with self‐assembled polymethyl methacrylate spheres on glass substrates, impregnation with a mixed TiO₂:SiO₂ precursor and calcination. The specific surface increases from 20.9 to 30.7 m² g^?1 after SiO₂ removal via etching, which leads to the formation of mesopores. The obtained nanostructures are scraped from the substrate, processed as a paste, and deposited on photoelectrodes containing a mesoporous TiO₂ layer. This procedure maintains locally the 3D‐IO order. When sensitized with the novel benzothiadiazole dye YKP‐88, DSSCs containing the modified photoelectrodes exhibit an efficiency of 10.35% versus 9.26% for the same devices with conventional photoelectrodes. Similarly, using the ruthenium dye N719 as sensitizer an efficiency increase from 5.31% to 6.23% is obtained. These improvements originate mainly from an increase in the photocurrent density, which is attributed to an enhanced dye loading obtained with the mesoporous 3D‐IO structures due to SiO₂ removal.     

Au nanoparticles embedded inverse opal photonic crystals as substrates for upconversion emission enhancement

Photonic crystals (PCs) with periodic dielectric structures are capable to control the propagation of photons when photon energy is in the region of photonic band gap. The upconversion luminescence (UCL) of nanocrystals coated on the PCs surface can be enhanced by the PCs effects. While surface plasmon resonance (SPR) of noble metal nanoparticles (NPs) is being extensively applied to enhance the UCL properties of nanocrystals. However, the PCs or SPR effect are developed separately for the UCL enhancement. In this work, we present a facile preparation method of the Au NPs embedded inverse opals, which was used as substrates to improve the UCL properties of NaYF₄:Yb³⁺, Er³⁺ NPs. The significant luminescence enhancement of NaYF₄:Yb³⁺, Er³⁺ upconverting NPs was obtained by the coupling between the SPR of Au NPs and PCs effects from Au NPs embedded inverse opals substrates. The finding demonstrated that the Au NPs embedded inverse opals as substrates may be useful for the enhanced UCL of other phosphors, producing novel photonic devices.     

六自由度机械臂运动学分析与仿真

针对安川弧焊工业机器人手臂MOTOMAN-MA1400的构型特点,采用D-H法建立了机械臂的连杆坐标系,得到了以关节角度为变量的正运动学方程,利用Matlab进行正逆运动学计算以及机械臂末端点的轨迹规划。为了验证正逆运动学模型的正确性,直观地观察机械臂各部分运动情况,采用Pro-E建立了机械臂的三维实体模型。将角度变量值导入模型,开发了机械臂运动仿真平台。仿真结果与理论计算一致,从而验证了算法的正确性,并完成了机械臂的运动仿真,为机械臂在矿山领域的实际应用提供了理论参考。     

基于目标环量分布的机翼减阻反向设计

为了优化直升机升阻比,研究了飞机设计过程中减小诱导阻力的措施,提出了一种机翼几何扭转角的反向设计方法。该方法通过确定目标升力分布形式,对沿翼展方向选取的设计点进行几何扭转角设计,实现目标分布。基于升力线理论,建立用傅里叶正弦级数表示的升力线理论积分微分方程的矩阵表示形式,编制了低速平直机翼的气动力、气动载荷分布的计算程序和几何扭转角的反向设计程序。最后,基于目标环量分布获得了几何扭转机翼,并通过程序预测和数值模拟方法对优化结果进行了仿真。计算结果表明:设计后的几何扭转机翼展向环量分布达到目标椭圆分布形式,几何扭转机翼诱导阻力减小了17.07%,总阻力减小了15.43%,计算状态升阻比提高了6.5%。该方法对选取控制剖面进行设计,可实现性较强,具有一定工程应用价值。     

确定粘弹性岩体粘滞系数的位移速率法

本文利用开挖地下圆形隧洞时的初始位移速率实测值,根据相应的位移速率公式,反推出岩体的粘滞系数,并针对四种粘弹性力学模型给出了解的通式。