光波束形成中色散延时的非线性修正

光波束形成网络是光控相控阵雷达中的重要组成部分，有助于提升系统的宽带宽角扫描能力。利用光开关的切换，改变各收发通道间的相对延时量，从而实现波束指向的变化。在常用的技术中，色散延时是一种简洁的光波束形成实现方法，而色散线性项仅适用于色散量小且通道数少的情况。随着延时量的增加，非线性色散延时积累，会引起波束畸变。因此引入相对色散斜率（RDS）作为其非线性因子，并通过调整商用激光器波长来抵消色散介质的非线性效应。当RDS为0.003 nm?1时，激光器阵列的最大波长间隔从0.796 nm “拉伸”到0.862 nm，波长也整体“平移”?0.31 nm，修正波长与商用激光器波长的最大调整量为0.2 nm，可满足商用波分复用器的通带带宽，大扫描角时主瓣与副瓣之比从5 dB提升至12.9 dB。通过分析，RDS数值越小，激光器波长的修正量越小。因此，RDS是选择色散介质和调整激光器波长的重要参数，从而能够恢复波束畸变，以提升相控阵系统的成像、识别能力。     

梯度铝蜂窝夹芯板的力学行为

梯度分层铝合金蜂窝板是一种有效的吸能结构,本工作在梯度铝蜂窝结构的基础上根据梯度率的概念,通过改变蜂窝芯层的胞壁长度,设计了4种质量相同、梯度率不同的铝蜂窝夹芯结构。通过准静态压缩实验,并结合非线性有限元模拟准静态及冲击态下梯度铝蜂窝夹芯结构的变形情况及其力学性能,分析对比了相同质量下梯度铝蜂窝夹芯结构在准静态下的变形模式以及冲击载荷下分层均质蜂窝结构和不同梯度率的分层梯度蜂窝结构的动态响应和能量吸收特性。结果表明:在准静态压缩过程中,铝蜂窝梯度夹芯板的变形具有明显的局部化特征,蜂窝芯的变形为低密度优先变形直至密实,层级之间的密实化应变差随芯层密度的增大而逐渐减小;在高速冲击下,梯度蜂窝板并非严格按照准静态过程中逐级变形直至密实,而是在锤头冲击惯性及芯层密度的相互作用下整体发生的线弹性变形、弹性屈曲、塑性坍塌及密实化;另外,在本工作所设计的梯度率中,当梯度率为γ₁=0.0276时,梯度蜂窝夹芯板的吸能性达到最好,相较于同等质量下的均质蜂窝夹芯板,能量吸收提高了10.63%。     

变压器内部故障在线检测方法仿真及误差分析

为研究变压器内部故障在线检测方法的有效性及抗干扰性,搭建实际变压器的非线性三维有限元模型.对变压器常见几种类型的内部故障进行详细的结构仿真,通过"场-路耦合法"构建各类型故障的ΔV-I1轨迹.同时,通过对正常绕组的测量信号设置一定的误差,构建了考虑测量误差时的误差轨迹.在此基础上,将正常时的标准轨迹、误差轨迹和各种类型的故障轨迹进行对比分析,通过对ΔV-I1轨迹特征差异的定性分析与定量计算,验证该方法在实际应用中的有效性,总结判断各类型故障的规则,同时针对测量误差所造成的干扰提出了建议.     

倾斜角影响下磁悬浮双转子系统的振动分析

针对倾斜角影响下磁悬浮双转子系统的转子振动问题，建立系统10 自由度力学模型，并推导系统的微分方程。通过MATLAB仿真软件中四阶龙格库塔法对系统微分方程进行求解，研究表明转速比和倾斜角的增大均会增大转子到达平衡位置的偏移距离，不同的是，前者会使转子的轴心轨迹变得更为复杂，而后者会增大转子的最大振动幅值。从非线性角度分析发现，转速比的增大会降低转子进入混沌运动的转速，降低系统的稳定性，而倾斜角的存在会使系统产生复杂的运动状态，但倾斜角的增大对系统的稳定性无影响。研究结果可以为磁悬浮双转子系统的设计提供一定的理论指导。     

Z型压电振动能量收集装置

为解决压电振动能量收集结构难以同时满足宽频带、三维、高效采集等要求的问题,提出一种以Z型梁代替集中质量块的压电振动能量收集结构。通过Z型梁引入非线性质量,使收集器在低频范围内集中更多模态,拓宽采集频带。利用Z型梁结构的纵向和横向不稳定性实现收集器的三维度能量采集功能。分析了Z型梁在宽度增加后的动力学特性,探讨了压电片阵列排布的采集性能,并建立仿真模型和搭建实验平台,与螺旋形梁结构和经典悬臂梁质量块结构的动力学特性进行了对比。仿真及实验结果表明:当梁折叠层数为7层时,频率在50 Hz以内的模态数量达到了9个,在1～100Hz间隔1Hz的谐波激振下,Z型压电梁正向的采集电压-频率曲线峰值多达4个,且主要集中在0～40Hz,最大开路电压达到16V,大大拓宽了采集频带;横向和纵向的最大开路电压峰值均在10V以上,横向和纵向的采集电压-频率曲线峰值数量均大于4个,实现了三维度能量采集,负载10kΩ时最大输出功率达到了0.18mW;在Z型梁宽度增加到100mm时,在200Hz范围内模态数大于30个,双贴片串联采集电压曲线峰值多达4个,最大电压达到了14V,验证了Z型梁适用于压电片阵列排布。     

基于ISMO算法的空间站二氧化碳吸附塔故障检测

二氧化碳吸附塔作为空间站环境控制与生命保障系统的关键部件,承担着控制密闭舱内大气中二氧化碳浓度的重要任务,直接关乎航天员在轨生命安全。为此,需要监测该设备的实时运行状态,及时检测故障,提前处置故障,确保系统安全运行。采用基于模型的故障检测方案,首先设计了无限维滑模观测器算法,通过对偏微分方程的投影降阶近似,利用滑模观测器在线估计了吸附塔出口气流内二氧化碳的浓度。然后,使用不同故障状态下的估计值计算了吸附效率残差,并利用最小二乘法拟合了吸附效率残差峰值和吸附塔失效率的函数关系。仿真结果表明,该方法能够准确估计二氧化碳吸附塔出口处气流内的二氧化碳浓度,有效计算吸附塔失效率,从而能够实现附塔故障的在线检测。     

车辆系统的非线性动力学研究进展

文章对非线性动力学在车辆系统运行性能分析与优化过程中的应用作了简单的介绍。从非线性因素对轮对、转向架、机车、货车、高速客车在运行过程中的影响分别结合传统算法和新的算法作了分析,并提出了一些相应的控制措施。对于对称系统和不对称系统分别作出了分岔图,并用"合成分岔图"法作了分析。考虑非线性因素对于确定车辆的线性和非线性速度提出了新的方法。     

42CrMo钢加热过程中的奥氏体晶粒尺寸演变

通过金相试验方法测定42CrMo钢在890~930 ℃下保温10~240 min后的晶粒尺寸。结果表明,42CrMo钢在加热到试验温度890~930 ℃时已经完全奥氏体化,保温过程中的晶粒生长属于正常生长;加热温度对晶粒尺寸的影响较大,保温时间对晶粒尺寸的影响较小;随保温时间的延长晶粒生长缓慢,晶粒尺寸与保温时间满足指数小于1的函数关系。基于试验数据,通过线性回归得到晶粒长大的Beck模型参数,通过非线性回归得到Sellars和Anelli模型参数,3个模型的预测精度都较好,而Anelli模型的适用性要高于Beck模型和Sellars模型,故在预测42CrMo钢的奥氏体晶粒长大规律时宜使用Anelli模型。