细度模数是衡量砂粗细程度的重要指标。当前国标细度模数公式未涉及粒级为0.15 mm以下的颗粒, 本文将粒级0.15 mm以下颗粒进一步细分为0.075~0.15 mm粒级与0.075 mm以下粒级, 将这两粒级纳入细度模数公式后形成了三个新的细度模数公式。通过MATLAB软件中rand函数随机大量生成四种不同细度模数试验, 结合花岗岩机制砂、凝灰岩机制砂、天然砂的筛分试验进一步验证不同细度模数公式的优劣性, 在筛分的同时即可测得机制砂近似石粉含量, 将近似石粉含量与标准方法测得的石粉含量进行线性回归, 可拟合出两者之间的经验公式。研究表明: 原细度模数公式分子上增加0.075~0.15 mm粒级颗粒筛分含量后, 更有利于表征砂的粗细程度。近似石粉含量与标准石粉含量差值为1.346 6%, 经SEM对不同砂样表面放大100倍后, 发现砂样表面越粗糙对石粉的吸附性越大, 近似石粉含量与标准石粉含量差值的波动性也越大。

为了研究单道激光熔覆薄板的温度场分布, 采用仿真与实验对照的方法, 利用ANSYS软件, 通过高斯热源模型模拟激光光束能量, 再采用非线性边界设定, 对单道激光熔覆及冷却过程的温度场进行仿真; 使用2kW光纤激光器将铁基(Fe60)粉末熔覆在2mm厚T9A钢板上, 并用热成像仪测量多样点温度。结果表明,激光熔覆薄板温度场的仿真符合实验验证结果, 其最高温度的最大误差为8.31%。此研究结果对激光加工参量优化有一定指导作用。

为探究相控阵超声阵列换能器中不同阵元参数对声场的影响，以相控阵超声波检测基本原理和声场辐射理论为支撑，应用MATLAB软件进行数值模拟分析，建立辐射声场模型，进行不同参数下的阵列换能器指向性和声场分析。分析了阵元各项参数变化时对波束质量、聚焦范围、成像效果的影响，结果表明：阵元中心频率过小会使成像分辨率过低，阵元中心频率过大会使声场穿透力弱，检测深度浅；阵元数的增加显著提高成像效果，但是也会使成本大大提高；当阵元宽度由0.1增加到0.3，成像效果显著改善，再增加到0.6，成像效果改善不明显；阵元中心距增加会提高聚焦精度和成像效果，但是超过0.8时，成像效果急剧下降；偏转角度小于30°时，成像效果稳定且清晰，当偏转角度过大时，成像效果明显变差；聚焦深度太小使得声束聚焦性差，成像效果不好，当聚焦深度大于检测表面，成像效果好。对于指导实际超声相控检测具有一定指导意义。

针对工业过程控制中阀门定位器阀位控制不精确，易造成阀门阀位往复波动不稳定现象，设计了一款气动智能阀门定位控制电路板。其中硬件设计以微处理STC12C5A60S2为核心并输出双极性PWM(脉宽调制)脉冲驱动压电阀，外围电路包括电源转换电路、I/V转换电路、A/D采样电路、按键和液晶显示电路等；软件设计由于阀门控制及执行过程是非线性时变的系统，很难建立精确数学模型，所以控制系统采用模糊PID(比例积分微分)控制算法替代常规PID控制。通过软件硬件两方面改进设计，可以有效避免阀位波动不稳定现象，稳定过渡时间只需1.2?s且系统无超调量；在Matlab中，采用阀门各机构所建立数学模型的传递函数及阀位实测数据进行仿真。通过波形对比，得出所设计的阀门定位器控制电路板，能使阀门控制更加稳定、快速、准确。

为提高研磨抛光加工表面质量, 利用Matlab软件编制程序对不同参数下轨迹曲线曲率进行计算分析。结果表明, 转速比对磨粒运动轨迹曲线曲率影响很大; 相同转速比下的曲线曲率呈现周期性变化, 曲率变化幅值很小; 磨粒径向距离越大, 曲率变化越剧烈, 工件边缘处容易产生曲率突变; 考虑到对磨粒径向距离的影响, 偏心距不宜太大或太小。同时, 磨粒初始角度对磨粒轨迹曲线曲率形状没有影响。该研究可为研磨抛光设备的设计提供理论指导。

随着通信技术的快速发展, 如何在有限的带宽下实现信息的低成本、大容量的传输引起了人们的广泛关注。文章描述了在40 km单模光纤上采用IM/DD(强度调制/直接检测)和OFDM(正交频分复用)技术的40 Gbit/s光传输系统的设计, 实验中使用的是10 Gbit/s级别的EML(电吸收调制激光器)和APD(雪崩光电二极管)。通过MATLAB编程软件实现相关算法, 利用VPI仿真软件对系统进行仿真, 并对实验结果进行了分析, 验证了OFDM技术在未来低成本高速率的光传输网络中应用的可行性。

聚焦纤维透镜已广泛应用于光电子技术成像领域。为快速计算其成像特性和绘制光路，基于MATLAB软件，编写了折射率呈抛物线形分布的聚焦纤维透镜成像模拟软件。在输入光纤和物体的基本参数后，软件可快速计算出光纤的特性常数和焦距以及像距、像高和线放大率，能准确绘制出成像光路图。该成果对光纤成像的研究和设计以及光电子技术课的教学均有较大的帮助。

为了将Zemax的光学系统设计和分析功能与Matlab强大的矩阵计算和数据分析功能很好地结合起来，对Matlab和Zemax的DDE(dynamic data exchange动态数据交换)通信技术进行了研究，并将其应用于计算机辅助调腔技术的数值模拟过程中。通过动态数据交换完成Matlab对Zemax的控制，实现了二者之间的数据传递，即在Matlab的控制下，实现对光学系统结构的改变，并获取输出光束的Zernike多项式系数值，从而大大方便后续数据处理工作。同理，其逆过程可以将计算得到的结果反馈到光学系统中，用于系统优化。二者的动态数据交换技术可提高研究过程中数据的可靠性和工作效率。

首先从掺铥光纤激光器的速率方程和光传输方程出发，建立数学模型，通过Matlab软件进行数值计算，分析了泵浦光和激光沿光纤的分布以及各能级离子数的变化。在不同掺杂浓度下，研究了小信号增益与入纤泵浦功率的关系以及泵浦光和激光功率与增益介质长度的关系。在不同泵浦功率下，研究了输出功率与输出耦合镜反射率的关系。进一步对不同泵浦吸收系数，研究了斜率效率和泵浦阈值与光纤长度的关系。分析结果表明：存在最佳光纤长度和最佳耦合输出透过率，使得激光输出功率达到最佳值。

通过应用复指数函数与Bessel函数的展开关系和将径向对称的光瞳函数展开成方位角的Fourier级数的方法,可以将衍射受限光学成像系统的点扩散函数的二维Fourier变换的计算转换为一维Fourier变换和一维Hankel变换的计算.并借助MATLAB软件在计算机上实现了编程计算.与二维Fourier变换计算方法相比,一维计算可以方便而清晰地获得像平面上任一确定方向的点扩散强度分布.与Fortran、Basic和C等编程计算语言相比,应用MATLAB语言编程计算,程序语言简洁,且大大降低了使用者对数学基础和计算机语言知识的要求,是进行科学与工程研究的高效工具.