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关键词： 指数收敛   弱可处理性   张量积   最坏框架   Korobov空间  

摘要： 本文考虑了Korobov空间中一类张量积问题在最坏框架下的指数收敛可处理性问题，利用实分析的方法得到了其指数收敛―弱可处理性成立的充分且必要条件是当j趋近于无穷大时，尺度序列{gj}的极限为0。

摘要： 1引言子矩阵约束下的矩阵方程问题是指限定矩阵方程的解X的一个子矩阵X0,然后在某个约束集合中求解矩阵方程.如求满足X([1:q])=X0的对称解,这里X([1:q])表示矩阵X的q阶顺序主子阵.子矩阵约束下的矩阵方程问题来源于实际中的系统扩张问题[1],有一定的实际意义和重要性,受到了许多学者的关注,如[2-4]中,彭分别研究了子矩阵约束条件下实矩阵方程AX=B的实矩阵解,中心对称解和双对称解.[5]中,

关键词： 光学薄膜   干涉滤波片   遗传算法   CWDM   复用/解复用器件   离子束溅射沉积技术  

摘要： 随着5G技术的飞速发展,前传距离的增大和基站数量的急剧增加,都使得5G通信网络前传部分的成本急剧增大。而粗波分复用技术(Coarse Wavelength Division Multiplexing,CWDM)的应用则可以很好的降低设备成本、节省光纤用量。在CWDM系统中,最重要的就是用于分波与合波的复用/解复用器件,基于薄膜滤波片(Thin Film Filter,TFF)型的复用/解复用器件具有良好的环境稳定性和光学性能,且价格便宜,在对成本敏感的5G前传范围内应用前景广阔。因此,对CWDM薄膜滤波片的光学特性、设计方法和制造工艺进行研究具有重要意义和价值。本文针对CWDM滤波片的膜系设计方法进行了研究与改进,对不同要求下的滤波片结构进行了优化设计,并对设计得到的CWDM滤波片进行了制造检测。全文的研究内容总结如下:(1)对薄膜滤波片的工作机理和光学特性进行理论分析。对薄膜光学的基础知识进行了介绍,并对光学薄膜的特性计算方法进行了分析推导;介绍了法布里-珀罗型(Fabry-Perot,F-P)滤波片的基本结构和工作机理,并得到了不同的结构参数变化对滤波片光学性能的影响规律。(2)对CWDM滤波片的设计方法进行研究与改进。主要研究了一种基于遗传算法的滤波片膜系设计方案,并对算法主要内容进行了研究与改进;对算法的主要参数进行了调试,探究了不同参数设置对算法优化性能的影响规律,并得到了一组合适的参数组合。(3)对CWDM滤波片进行了优化设计。使用基于遗传算法的设计方案,对不同中心波长和入射角度要求下的CWDM滤波片进行了优化设计。在倾斜13.5°入射时,CWDM前四个标准波长的滤波片设计结果,其-0.2d B带宽平均值达到15.2nm、-30d B带宽平均值达到23.3nm、通带波纹平均值仅为0.13d B,均符合设计要求。(4)使用其他方法对滤波片进行优化设计并对比分析。使用了其他多种设计方法进行了CWDM滤波片的优化设计,包括Optimac优化算法、DWDM Assistant模块和Simplex优化算法,得到了多组不同的滤波片设计结果,并进行了对比分析。使用本文算法方案设计得到的滤波片光学性能良好,且膜层厚度最薄,平均为25.391μm,仅为DWDM Assistant设计结果的一半左右,且膜层干涉级次较低,最大仅为第四级次,更易于生产制造,能够有效降低滤波片的镀制时间和生产成本,提高生产效率。(5)介绍了CWDM滤波片的工艺制作流程,并对设计得到的CWDM滤波片进行了制造。搭建了测试平台并对制作的滤波片进行测试。图45幅,表12个,参考文献81篇

关键词： 半导体激光器   曲线光栅   高阶光栅   高功率   窄光谱宽度  

摘要： 半导体激光器具有光谱宽度窄、边模抑制比(Side-Mode Suppression Ratio,SMSR)高、波长稳定以及易集成等优点,广泛用于现代工业、军事国防、生物医学等领域。随着近年来激光雷达、激光通信、激光陀螺等信息感知与惯导应用器件的迅速发展,迫切需要一种功率高、光谱宽度窄、频率稳定的高性能激光光源。针对这一需求,本文开展了基于高阶曲线光栅半导体激光器的研究,该激光器能实现瓦级功率和亚纳米量级光谱宽度且无需二次外延,具有成本低、可靠性高等特点,拥有广阔的应用前景。论文的主要研究内容如下:(1)明确高阶光栅对激光器出光特性的影响。基于光栅衍射原理和耦合波理论,采用MODE Solutions模拟分析高阶表面光栅占空比、刻蚀深度、形貌、周期和折射率等结构参数对耦合特性的影响,有效地实现了光栅的耦合系数调控,优化的光栅参数同时为后续器件制备提供参考。(2)高阶曲线光栅的结构设计及制备。利用曲线光栅和高反射率的后腔面组成非稳腔结构。光栅半径自后腔面至前腔面逐渐减小,光栅周期从中间到边缘逐渐增大,其独特之处在于使光束具有发散性,几何偏折损耗大,从而增加了不同振荡模式间的损耗差异,提高了模式分辨能力,即抑制高阶模而使基模稳定谐振并输出,同时在一定范围内,产生对光谱宽度良好的限制和控制效果。本文通过紫外光刻和电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma,ICP)刻蚀技术制备了形貌标准且均匀性高的高阶曲线光栅。(3)器件的制备与测试分析。采用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)、磁控溅射电极、解理封装等工艺完成了高阶曲线光栅半导体激光器制备。室温条件下,测得腔长为2 mm的器件阈值电流为220 m A,连续输出功率为1.48 W,斜率效率为0.63 W/A,注入电流为1 A下的激射波长为980.55nm,光谱宽度为0.121 nm,边模抑制比为32 d B。通过比较法布里-珀罗(Fabry-Pérot,FP)激光器、直线光栅分布反馈(Distributed Feedback,DFB)激光器和曲线光栅DFB激光器的光谱,表明曲线光栅对半导体激光器的模式选择起到了关键作用,有利于实现高功率DFB激光器的窄光谱宽度单模输出。

关键词： 航空发动机   转子装配优化   几何误差   不平衡量   多目标优化   遗传算法  

摘要： 在航空发动机装配领域中,发动机转子的装配质量直接影响着发动机的性能,在不断要求更加强劲的航空发动机性能的今天,传统的错位装配方法的装配质量已经无法满足航空发动机的性能需求,因此寻找更加优秀的发动机转子装配方案对提升航空发动机转子的性能有着至关重要的意义。在当下主流的航空发动机结构中,发动机转子大多采用多级叶盘堆叠装配的形式,但由于实际加工过程中制造工艺与制造材料的缺陷,使得叶盘与发动机轴颈存在不可避免的几何误差以及质量偏心,这些误差伴随着转子的堆叠装配而传播与累计,造成发动机转子的实际回转轴与质心所在轴线发生偏移,将会对发动机转子的运行安全与质量造成严重影响。然而在实际的装配流程中,几何误差与质量偏心是一对矛盾的目标,当降低几何误差时,则无法保证质量偏心,反之亦然,因此在实际装配中,找寻到一种能将两个目标同时降低的Pareto最优解的算法,对多级盘转子堆叠装配进行优化以提高装配质量成为了一个迫在眉睫的任务。本文提出了一种基于张量变换的多级盘堆叠装配误差传递模型,并结合多目标进化算法计算多级盘堆叠装配的最优方案的方法。主要工作内容如下:(1)分析了国内外航空发动机转子装配优化研究的发展现状,评价了不同的优化方法对于发动机转子装配质量的影响,确定了遗传算法作为解决本文中用于航空发动机转子叶盘堆叠装配优化的主要手段并进一步明确了发动机转子装配优化研究的重要性。(2)确定了发动机转子单级叶盘在实际装配中的几何模型简化方法,通过综合评估单级叶盘的端面跳动与径向跳动对实际装配过程的影响,建立了单级叶盘的装配模型并为后续的发动机转子堆叠装配中几何误差与质量偏心传播的数学模型推导提供了理论基础。(3)以张量的坐标变为基础,推导了在实际装配过程中发动机转子堆叠装配时几何误差与质量偏心的传播过程,建立了完整的数学模型,并以单级叶盘为基础,得出了综合评价转子堆叠装配后几何误差与质量偏心的数值评估函数。(4)使用NSGA-Ⅱ非支配排序多目标进化算法对发动机转子的装配过程进行优化计算,以每一级叶盘的装配孔位为设计变量,基于几何误差与质量偏心的数值评估函数作为目标函数进行装配优化,并使用Python进行了仿真计算,获得了Pareto最优解集确定了该优化方法的可行性,最终通过实验验证了优化方法的有效性。(5)基于航空发动机转子堆叠装配的多目标优化算法模型,开发了以Python+Py Qt+Geat Py为基础的转子堆叠装配多目标优化程序。以Java+My SQL为基础,开发了发动机转子叶盘数据储存系统,方式使用者更加快捷,简易的进行航空发动机转子堆叠装配优化的计算。

关键词： 神经元细胞   动作电位   传播   波动方程   透射率  

摘要： 本文旨在研究神经元细胞自身性质即动作电位在神经元细胞中升高的增量、神经元细胞的轴丘长度和神经纤维的长度,以及Na、K、Ca和Cl对动作电位在其内部传输的透射率和反射率的影响。根据神经元细胞的实际结构及动作电位发放传输机制,建立物理模型,用Na Cl、KCl和Ca Cl2代替计算神经元细胞中离子对动作电位的传输的影响,运用等效替代的方法分别计算只含有水分、Na Cl、KCl、Ca Cl以及K-Na泵、Ca泵的神经元细胞的总介电,分别将神经元细胞的总介电带入到麦克斯韦方程组中,推导得出动作电位传输的波动方程,由边界连续性条件推导求解得出动作电位在神经元细胞中传输的透射率和反射率,再利用matlab软件进行模拟运算得出动作电位的透射率和反射率,将模拟运算数据放入origin软件中制作图像,分析图象。研究结果表明:1.神经元细胞中水分含量越高,动作电位在神经元细胞中传输的透射率越大。这有利地说明了为什么随着细胞中水分流失,人的行动迟缓,生命体衰老的生物学现象。神经元细胞在正常含水量范围内,其动作电位传输的透射率及反射率随着神经元细胞动作电位增量的增加,呈现周期性变化;随轴丘本身长度的增加,基本上均呈现单调减少行为;随神经元细胞神经纤维长度的增加,呈类周期性变化。我们的研究结果也间接说明生物学领域的动作电位是一种电磁波。2.神经元细胞组织液中Na Cl和Ca Cl含量越高,动作电位在神经元细胞中传输的透射率越大;神经元细胞中KCl含量越低,动作电位在神经元细胞中传输的透射率越大。这一模拟运算结果符合生物学观点:神经元细胞中Na含量升高可以引起细胞膜去极化产生动作电位;神经元细胞中K含量降低可以引起细胞膜复极化恢复细胞膜的静息电位;神经元细胞中Ca含量的升高可以激发神经递质的释放增加动作电位发放的概率。神经元细胞在各种离子含量正常范围内,其动作电位传输的透射率及反射率随着神经元细胞初始接收到的刺激强度、轴丘本身长度以及神经纤维长度的变化行为类似于神经元细胞在正常含水量范围内这些参量的变化行为。3.神经元细胞中K-Na泵输运Na、K的含量越大,动作电位传输的透射率越小;Ca泵输运Na、Ca的含量越大,动作电位传输的透射率越大。这一模拟结果符合生物学观点:K-Na泵帮助神经元细胞复极化恢复细胞膜的静息电位,Ca泵帮助神经元细胞尽快产生动作电位。

关键词： 波动方程   粘性阻尼   指数稳定性   一致指数稳定性  

摘要： 本文讨论了一类带两种内部粘性阻尼和边界反馈控制的波动方程的指数稳定性。已有结果表明，当结构粘性阻尼为零时，利用常见的Lyapunov 函数法是可验证连续系统能量的指数衰减性的。但是当存在结构粘性阻尼时，无法找到合适的Lyapunov 函数。因而引入了频域法验证系统的指数稳定性。此外，为了便于研究空间半离散系统的一致指数稳定性，本文对系统进行降阶处理。　　具体方法是将降阶系统转化成希尔伯特状态空间上的一阶port-Hamiltonian 系统的形式，先研究系统的适定性与耗散性，再分析系统算子在虚轴上的谱特点，最后利用频域分析法验证系统的指数稳定性。在连续系统结果的基础上，利用平均中心差分法，即中心差分格式离散空间导数并对时间导数平均化处理，得到半离散化系统，通过与连续系统平行的频域法研究了离散化系统的一致指数稳定性。　　本文有如下几个特色与创新之处：一是本文所用的离散格式本质上是有限差分，便于工程技术人员接受，并且所用的差分格式与常用的混合有限元法有一样，无需进行滤波处理或添加粘性项;二是将频域分析法推广到半离散化系统一致指数稳定性验证上，且证明几乎完全对应于连续系统的证明，突出了该方法的优点;三是本论文处理了具有两种粘性阻尼的波方程的一致指数稳定性，不但为后续研究控制的收敛性与可观性反问题奠定了基础，也为研究具有 Dirichlet 边界控制问题提供了思路。