基于元胞自动机的交通流计算机模拟

元胞自动机是把复杂系统量化为简单的个体,在元胞自动机模型中.空间、时间都被离散化,每一个相互作用的单元仅为有限的状态.以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上交通流中运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟模型,标定了元胞长度和最大速度等参数,分析了元胞变换的原则;详细探讨了元胞自动机在道路交通模拟中的应用,设计出了交通元胞自动机的结构,分析了交通元胞自动机所采取的状态变换原则,建立了一维(单车道)交通流模拟模型;并利用C语言编程实现模拟.模拟结果符合实际交通流的特点.     

交通元胞自动机计算机模拟模型的研究

主要介绍了元胞自动机的基本理论,分析了元胞变换的原则;详细探讨了元胞自动机在道路交通模拟中的应用,设计出了交通元胞自动机的结构,分析了交通元胞自动机所采取的状态变换原则,建立了一维（单车道）交通流模拟模型;论述了元胞自动机的发展及在道路交通模拟中的研究前景。     

基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型研究

传统的元胞自动机模型采用统一的转换规则和相同的演化速率进行演化,忽略了地理现象演变的时空差异性：演化规律的空间异质性和演化速率的空间差异性。针对这一问题,提出了基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型,采用双约束空间聚类的方法对元胞空间进行分区,用分区转换规则替代统一转换规则可以体现地理现象演化规律的空间差异性;采用标准格网划分的方法求取异步元胞演化速率,用异步演化速率替代同步演化速率可以体现地理现象演化速率的空间差异性。以杭州市土地利用变化为例对基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型进行了实证研究,结果表明：与传统的元胞自动机模型相比,基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型具有较高的模拟精度,并且适用于较大区域较长时间段地理现象的动态变化模拟。基于空间数据挖掘的分区异步元胞自动机模型是地理元胞自动机研究的新视角,它将地理现象演变的空间异质性和时间差异性引入到地理元胞自动机模型中,使模型对地理过程的模拟更接近实际地理过程。然而,由于有关分区异步的元胞自动机模型还处于尝试性研究阶段,在元胞空间分区方法、双约束空间聚类算法中权重的确定方法、元胞演化速率的获取方法、元胞转换规则的获取方法、模拟精度评估以及分区异步元胞自动机模型在较大区域较长时间的地理现象模拟中的应用等方面有待进一步的研究与探讨。     

元胞自动化与软计算的集成及其应用

介绍了元胞自动机的思想来源和基本原理，对元胞自动机与软计算的人工智能技术进行比较并加以集成，讨论了近年来它在混沌分形，图像处理，智能材料，机器学习，模拟复杂现象等领域中的应用成果，并对进一步研究进展展望。     

自组织现象的元胞自动机模拟与图示

将确定性元胞自动机、随机元胞自动机、及作者创建的多元随机元胞自动机，用于模拟自然界广泛存在的自组织现象。建立了若干自组织行为的元胞自动机模型，并用自己编制的ＰＣＷｉｎｄｏｗｓ环境下的通用元胞自动机程序，模拟ＢＺ振荡反应、定向压力下结晶条带形成、天分子化学反应等自组织过程。最后对该程序的工作平台及主要的模拟与功能作了简单的说明。     

元胞自动机在农村土地利用动态模拟中的应用研究

本文从元胞自动机的原理、特征出发探讨了元胞自动机(Cellular Automata))在模拟农村土地利用演化格局应用中的可能性,并对利用元胞自动机进行农村土地动态模拟的核心问题-转换规则进行了初步探讨.     

基于改进蚁群算法的CA的应用——以土地利用模拟为例

元胞自动机转换规则的获取对模拟至关重要。对蚁群分类规则挖掘算法进行改进,并将该算法挖掘的转换规则作为元胞自动机的转换规则,提供了一种利用元胞自动机进行模拟的方法,以武清区土地利用模拟为例进行实验,表明了方法的有效性。该方法可应用到其他分类规则和转换规则挖掘中,也可应用到元胞自动机模拟的其他研究中。     

一维单车道交通流元胞自动机模型综述

随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,出现了基于元胞自动机理论的交通流模型。交通流模型是交通理论研究的重要问题,交通流元胞自动机模型的出现和发展为交通流理论的研究提供了一种新的方向。文章主要介绍了单车道交通流元胞自动机模型,并对元胞自动机模型的发展提出了展望。     

初等元胞自动机的界面设计及稳定性分析

建立了所有规则下的初等元胞自动机的可视化模型及界面,设计了用于判断初等元胞自动机稳定性的应用程序,并可直接计算得到演化类型及周期.在此基础上,模拟得到了不同元胞数m,随机产生的不同的初始状态,不同规则数R以及各种边界条件下初等元胞自动机的演化结果,并分析了以上因素对稳定性的影响.结果表明:元胞数m,初始状态,规则数R以及边界条件,均对初等元胞自动机的演化类型,演化周期产生较大影响.充分反映了元胞自动机的复杂性.模型从模拟的角度出发,为元胞自动机的复杂性研究提供了一个简单的、可视的计算机仿真工具,并可为复杂的理论推导提供参考或验证.     

元胞自动机可逆性研究

元胞自动机是对复杂适应系统建模的重要理论工具。可逆性是元胞自动机的一个重要属性,是模拟物理可逆空间的必要条件。本文介绍元胞自动机的基本概念、可逆性和可计算性,并介绍一维可逆元胞自动机可计算的证明思路。     

基于MEMS CAD加工工艺仿真研究

在MEMS设计中需要解决工艺设计的问题,基于MEMS CAD软件对MEMS关键加工工艺进行仿真研究,对于MEMS工艺水平的提高有着重要的意义.本文首先探讨了MEMS加工工艺种类和工艺建模,然后以单晶硅各向异性腐蚀为例,借助MEMS CAD软件ACES对硅的湿法腐蚀工艺情况进行了仿真,其仿真结果对于基于MEMS CAD加工工艺进一步研究有一定的参考价值.     

MEMS的设计方法与系统模拟

随着MEMS产业重点从单个的MEMS器件向MEMS系统产品的转移 ,MEMS系统级模拟变得日益重要 .文中主要介绍了MEMS系统的一些结构化、标准化的设计方法以及MEMS系统建模与模拟的分级 ,重点阐述了MEMS器件级与系统级模拟之间的桥梁———宏模型的建立及系统级模拟的实现。最后介绍了微加速度计系统模拟的一个例子     

台面结构硅基法珀型光纤MEMS压力传感器的研究

提出了一种新的光纤压力传感器的设计,该传感器敏感膜采用了台面结构而非传统的平面结构.用法布里-珀罗(Fabry-Perot)干涉理论阐述了传感器的工作原理,提出了敏感膜的力学模型.基于Fabry-Perot干涉理论推导出光纤MEMS压力传感器中台面敏感膜受到的压力与干涉光强的关系表达式,通过ANSYS有限元软件分析了台面膜型的力学性能,结果表明台面敏感膜在平行度上优于平面膜.通过数值模拟分析了传感器的关键参数对其性能的影响,为光纤MEMS压力传感器的加工和制作提供了理论依据.     

微机电系统的封装技术

MEMS封装是在微电子封装技术基础上发展起来的一项关键的MEMS技术。介绍了MEMS封装技术的功能、特点与分类。在此基础上,重点介绍了键合技术、上下球栅阵列技术、倒装芯片技术、多芯片技术以及3-D技术等几种重要的MEMS封装技术。最后,进一步探讨了MEMS封装的发展趋势及研究方向。     

基于体素的快速MEMS工艺模拟

为了快速生成MEMS模型和实现加工的过程模拟,给出一种基于体素的快速MEMS工艺模拟方法.该方法利用MEMS材料属性和体素表示的特性,利用布尔运算快速生成所需要的模拟过程和最终结果.最后给出了具体实现,并给出了测试实例.     

基于窄带水平集的三维平面工艺模拟系统

表面工艺是MEMS制造的一种重要方法,实现其加工过程的计算机仿真可以为相关MEMS工艺研究和器件开发提供技术支持,减少相关MEMS产品的开发成本,缩短其开发周期.基于窄带水平集算法完成了表面加工工艺的三维表面工艺模拟系统.窄带水平集算法稳定,计算速度快处理拓扑变形非常灵活,本文将其应用于该软件仿真系统中,并进行了一列的仿真实验,将仿真结果与实际的流片电镜图对比,验证了仿真系统的精确性.     

Free-Form Simulation of Sequential Etching and Surface Characterization for 3-D MEMS Fabrication

A new diffusion-based simulation model of isotropic wet etching and free-form surface characterization method for 3-D free-form microelectromechanical systems (MEMS) fabrication is presented in this paper. To simulate the etching process, a diffusion-based model solved by the finite-element method (FEM) has been developed, allowing extraction of more accurate etch-front data at discrete time steps. In the developed method, free-form MEMS objects are modeled as B-spline functions with material concentration. Finite elements are generated by discretization in the parametric domain of the free-form object and mapping back to the Euclidean space. Points on the etch front are extracted using a Z-map method. The extracted point data are characterized to obtain a B-spline representation of the etch-front surface. Examples from the isotropic etching simulation of 2-D and 3-D objects with both regular and free-form geometry are presented. The developed method allows the simulation of 3-D objects with free-form input and free-form mask opening and facilitates the simulation of sequential etching of free-form objects with irregular mask openings. This paper also discusses applications of the developed method in MEMS process planning that can be realized by taking advantage of the better control of geometry that it provides in MEMS fabrication.     

Study on localized induction heating for wafer level packaging

Micro-electro-mechanical systems(MEMS)are being developed as a new multi-disciplinary technology,which will undoubtedly have a revolutionary impact on the future of human life.However,with the development of MEMS technology,the packaging has become the main technical obstacle to the commercialization of MEMS.An approach to MEMS packaging by high-frequency electromagnetic induction heating at wafer level is presented in terms of numerical simulation and experimental study.The structure of inductor is firstly...     

MEMS器件真空封装模型模拟

结合典型的MEMS器件真空封装工艺,应用真空物理的相关理论,建立了MEMS器件真空封装的数学物理模型,确定了其数值模拟算法。据此,对一封装示例进行了计算,获得了真空回流炉内干燥箱及密封腔体真空度的变化情况,实现了MEMS器件真空封装工艺过程的参数化建模与模拟。     

基于永磁薄膜的MEMS磁传感器设计与制作

提出了一种基于永磁薄膜的新型MEMS磁传感器,磁传感器由MEMS扭摆、CoNiMnP永磁薄膜和差分检测电容等部分组成。分析了磁传感器的磁敏感原理和电容检测原理,提出了器件的结构参数并对器件进行了模态仿真。利用MEMS加工技术成功制作了MEMS磁传感器样品,并进行了测试。测试结果表明:得到的MEMS磁传感器的电容灵敏度可达到27.7 fF/mT,且具有良好的线性度。根据现有的微小电容检测技术,传感器的磁场分辨率可达到36 nT。