检索结果-内蒙古大学图书馆

压电与声光 2024年第1期46卷 108-111页

作者：常睿李伟姚博译段俊萍张斌珍中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单... 详细信息

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单元采用CPW馈电方式,蚀刻在F4B的介质基板上,MIMO配置无需额外的解耦装置便能实现良好的隔离效果。仿真和测试结果表明,单个天线与MIMO天线均可实现频率可重构特性,天线单元之间的隔离度<-20 dB,相关包络系数<0.05,分集增益接近10 dB,满足设计要求。

关键词：频率可重构多输入多输出高隔离度 MIMO天线

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基于LSTM的勘察器外壁温度反演方法研究

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电子测量技术 2024年第4期47卷 181-187页

作者：马振东范锦彪王燕许杰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

对于星壤物质物化特性的反演是深空探测中最重要的一环,星壤的热导率、热容参数等热特性是研究星壤组成的科学依据,而温度测量是基于侵彻式的星壤原位探测的重要参数。针对月壤勘察器侵彻过程的外表面温度无法直接测量的问题,开展了基于... 详细信息

对于星壤物质物化特性的反演是深空探测中最重要的一环,星壤的热导率、热容参数等热特性是研究星壤组成的科学依据,而温度测量是基于侵彻式的星壤原位探测的重要参数。针对月壤勘察器侵彻过程的外表面温度无法直接测量的问题,开展了基于LSTM神经网络算法的勘察器外表面温度反演方法的研究。借助ANSYS/LS-DYNA有限元软件实现侵彻过程的仿真模拟以获取多组勘察器弹头部内外表面温度数据,依据有限差分法离散热传导方程选取数据,采用长短期记忆神经网络来建立反演模型。通过模拟实验进行分析,该方法反演所得曲线和实验曲线相比均方根误差为12.9℃,最大相对误差不超过10%。实验结果表明本文所研究的方法可以实现勘察器外表面温度的反演。

关键词：外壁温度反演有限元仿真分析有限差分法 LSTM

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双挡板MDM波导耦合倒钩形谐振腔传感性能研究

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光通信研究 2024年

作者：段佳毅沈三民中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室

【目的】为了获得小尺寸高灵敏度的折射率传感器，文章设计了一种双金属挡板金属-电介质-金属（MDM）波导侧向耦合倒钩形谐振腔结构。【方法】应用有限元分析法分别模拟双金属挡板MDM波导和倒钩形谐振腔的传输过程，并分别将其视作连续... 详细信息

【目的】为了获得小尺寸高灵敏度的折射率传感器，文章设计了一种双金属挡板金属-电介质-金属（MDM）波导侧向耦合倒钩形谐振腔结构。【方法】应用有限元分析法分别模拟双金属挡板MDM波导和倒钩形谐振腔的传输过程，并分别将其视作连续态和离散态。将波导结构和谐振腔耦合，即连续态和离散态发生干涉，结合磁场分布分析了两个法诺共振峰的产生机理。通过改变几何参数并计算对应不同参数的品质因素（FOM）值绘制成表，以此确定该结构几何参数的最优值。【结果】在最优几何参数下，模拟外界环境变化，改变介质折射率，计算得到该折射率传感器灵敏度（S）分别为1650 nm/RIU和1960 nm/RIU。考虑到葡萄糖溶液可应用于多个领域，例如：医疗健康中糖尿病的检测，食品行业中酒的酿制，环境监测中微生物的监测。将此传感器应用在葡萄糖溶液浓度的监测中，由于存在两个法诺共振峰，这可以有效降低误差。【结论】通过对该传感器的结构参数分析，得到结论：两个法诺共振峰的传感特性可以由几何结构参数单独影响，即腔Ⅲ长度可以控制FR1，腔Ⅰ和腔Ⅱ的高度可以共同控制FR2，耦合距离可以对结构实现总体控制，并且当结构中出现了相反的能量，那么结构参数变化会对法诺共振峰的影响更大。根据这一传感特性，为制成可调谐折射率传感器提供了参考。

关键词：表面等离子激元折射率传感器倒钩形谐振腔法诺共振葡萄糖溶液浓度

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基于FNN优化的AUV姿态控制研究

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舰船科学技术 2025年第5期47卷 132-137页

作者：张海龙齐向东普勇博张涛中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

为了满足自主水下潜航器(AUV)快速达到稳定姿态的需求,在传统增量式PID的基础上引入神经网络理论和模糊控制逻辑,提出一种模糊神经网络(FNN)PID姿态控制器。首先建立双坐标系系统,并通过受力分析得到AUV动力学模型,其次融合模糊逻辑和... 详细信息

为了满足自主水下潜航器(AUV)快速达到稳定姿态的需求,在传统增量式PID的基础上引入神经网络理论和模糊控制逻辑,提出一种模糊神经网络(FNN)PID姿态控制器。首先建立双坐标系系统,并通过受力分析得到AUV动力学模型,其次融合模糊逻辑和人工神经网络的计算模型,设计AUV姿态控制器并搭建Matlab仿真模型,有效解决模糊PID控制过度依赖经验,难以应对水下复杂工况的问题。仿真结果表明,相比于传统的模糊PID控制和BP神经网络,模糊神经网络PID姿态控制器具有更快的响应速度,达到稳定姿态所需时间减少一倍以上,有效改善了AUV姿态控制性能。

关键词：自主水下潜航器模糊PID BP神经网络控制优化

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基于面向TTE的新型数据综合系统的设计与实现

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仪表技术与传感器 2024年第1期 81-86页

作者：张会新洪应平姚玉林杨应杰中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室 91515部队

针对传统总线无法实时网络传输,新型总线时间触发以太网(TTE)兼容IP协议和IEEE802.3协议,但TT业务和BE业务需设备满足TTE协议,实际工程缺少适用性的问题,设计了一种基于FPGA的时间触发以太网数据综合系统。该数据综合系统以FPGA作为核... 详细信息

针对传统总线无法实时网络传输,新型总线时间触发以太网(TTE)兼容IP协议和IEEE802.3协议,但TT业务和BE业务需设备满足TTE协议,实际工程缺少适用性的问题,设计了一种基于FPGA的时间触发以太网数据综合系统。该数据综合系统以FPGA作为核心控制器,千兆网作为主要通信接口,在满足高速率、高宽带、高灵活的前提下,设计出数据综合模块,将多种传统总线与TTE总线良好兼容。试验结果表明:系统在同步精度高达40 ns、通信抖动仅为392 ns的前提下,数据转换收发无误码现象。同时将多种数据混合编帧,具备极高的稳定性与灵活性,为TTE网络数据服务于实际工程提供了可靠的解决方案。

关键词：时间触发以太网时钟同步协议兼容数据融合

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一种自适应触发门限的冲击波测试系统

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兵器装备工程学报 2023年第2期44卷 120-125页

作者：宋林丽马竹新王代华刘彬中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对存储式冲击波测试系统在使用中低触发阈值设置不可靠和多点分布测试时频繁改变触发阈值的情况,研究了一种自适应触发门限的冲击波信号测试系统。该系统在分析门限设置与触发概率关系的基础上,采用FPGA作为主控制器,可在上电初始化... 详细信息

针对存储式冲击波测试系统在使用中低触发阈值设置不可靠和多点分布测试时频繁改变触发阈值的情况,研究了一种自适应触发门限的冲击波信号测试系统。该系统在分析门限设置与触发概率关系的基础上,采用FPGA作为主控制器,可在上电初始化中自动计算并设置低触发阈值,并结合触发数量积累,形成双门限,保证最大有效触发概率。另外系统采用SD Nand作为存储记录芯片,提高了现有存储式冲击波系统的采样带宽和储存效率。试验证明:该测试系统可稳定触发采集并存储爆炸场微弱冲击波信号,具有采样率高、储存容量大、触发可靠性高的特点。

关键词：冲击波奈曼-皮尔逊准则信噪比触发门限采集存储

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基于结构相似度和鲁棒主成分分析的运动目标检测

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激光杂志 2024年第2期45卷 54-57页

作者：杜延墨沈三民张炳玮中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

运动目标传统检测方法只考虑图像的亮度或纹理等某一种特性,受特异值影响较大,对噪声比较敏感,鲁棒性也不够好,而且背景恢复精度不高。针对以上局限性,提出一种融合结构相似度(structural similarity,SSIM)全参考模型和鲁棒主成分分析(r... 详细信息

运动目标传统检测方法只考虑图像的亮度或纹理等某一种特性,受特异值影响较大,对噪声比较敏感,鲁棒性也不够好,而且背景恢复精度不高。针对以上局限性,提出一种融合结构相似度(structural similarity,SSIM)全参考模型和鲁棒主成分分析(robust principal component analysis,RPCA)的运动目标检测方法。此方法综合考虑图像的亮度、对比度和结构三种特性,不采用传统的背景减除法,而是把图像像素点的结构相似度作为度量来实现运动对象与背景的分离。实验结果表明,此方法准确率可达0.95,且F度量较传统运动目标检测算法平均提升0.15,总体上比传统方法更具优势。

关键词：运动目标检测背景恢复鲁棒主成分分析结构相似度

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基于DDPG变外形碰撞规避的轨迹规划方法

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兵工学报 2024年

作者：丁天雲夏逸梅泽伟邵星灵刘俊中北大学仪器与电子学院中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室中北大学电气与控制工程学院

针对变外形航天飞行器制导与变形决策强耦合问题，提出了基于深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient， DDPG）变外形碰撞规避的轨迹规划算法。首先，依托变形参量建立变外形航天飞行器运动学模型，设计具有射程误差... 详细信息

针对变外形航天飞行器制导与变形决策强耦合问题，提出了基于深度确定性策略梯度（Deep Deterministic Policy Gradient， DDPG）变外形碰撞规避的轨迹规划算法。首先，依托变形参量建立变外形航天飞行器运动学模型，设计具有射程误差校正功能的纵向制导律和基于视线角偏差的横向制导律，实现绕飞障碍物并保证制导精度。其次，建立适用于连续变外形的马尔科夫决策模型，以攻角、马赫、以及飞行器与障碍物的相对距离为状态空间，设计考虑碰撞的势场惩罚函数及满足制导精度的奖励函数，并构建DDPG网络实现状态空间到动作的尺度变换，得到最优外形决策指令。仿真结果表明：与固定外形航天飞行器相比，通过对外形最优决策，提高了航天飞行器制导精度和横向避障能力，降低了对机载雷达感知能力的要求，节省了感知成本。

关键词：变外形航天飞行器深度确定性策略梯度智能决策轨迹规划碰撞规避

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GaSe/ZnS异质结的结构和界面性质的第一性原理研究

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 669-675页

作者：鲍爱达马永强郭鑫中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了Ga... 详细信息

本文设计了一种GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构(vdWH),并用第一性原理计算系统地分析了该异质结构的几何、电子、输运性质。通过结合能、声子谱、从头算分子动力学(AIMD)模拟验证了所构建GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构的稳定性。详细计算了GaSe/ZnS vdWH界面性质中的平面平均电子密度差和平均静电势。结果表明,GaSe/ZnS vdWH是一种直接带隙为2.19 eV,载流子迁移率较高的异质结构。其中,沿x方向的电子迁移率可达1394.63 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),而沿y方向的电子迁移率可达1913.18 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),性能优异,有望应用于电子纳米器件。

关键词：第一性原理密度泛函理论 GaSe/ZnS范德瓦耳斯异质结构声子色散谱载流子迁移率

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基于LZ4算法的实时压缩处理器的设计

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火炮发射与控制学报 2024年

作者：赵瑜婕李杰张德彪冯凯强张春兴中北大学动态测试技术省部共建国家重点实验室中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室

目前，由于导弹系统的不断发展，导致飞行过程中所要记录的数据越来越多，为满足弹载记录仪的数据存储要求，现针对弹载记录仪的数据压缩展开研究。通过对LZ4压缩算法的数据帧格式以及匹配方式进行改进，再利用FPGA并行处理数据的特点... 详细信息

目前，由于导弹系统的不断发展，导致飞行过程中所要记录的数据越来越多，为满足弹载记录仪的数据存储要求，现针对弹载记录仪的数据压缩展开研究。通过对LZ4压缩算法的数据帧格式以及匹配方式进行改进，再利用FPGA并行处理数据的特点设计并行化实时压缩处理器。该压缩处理器在FPGA上搭建，无需额外的数据缓存芯片，保证弹载记录仪轻量化的需求。实验结果表明，该处理器接收、处理数据位宽为8 bit，在200 MHz的工作频率下，能够实现1.60 Gbit/s的数据吞吐量，平均压缩比达到了1.82，可以有效实现弹载记录仪的实时压缩，为导弹后续的评估、分析和改进提供可靠的保障。

关键词：弹载记录仪 FPGA LZ4压缩算法并行化实时压缩

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