为丰富宏微平面运动装置形式, 该文提出了盆架状压电作动器。设定盆架状结构的一阶面内对称弯振模态和二阶反对称纵振模态为工作模态, 利用粘附于盆架状作动器表面的压电陶瓷激发工作模态振动, 迫使驱动足同时沿xOz、yOz面做椭圆轨迹行进以推动移动体。根据传递阵力学原理, 构造作动器各单元的振动传递方程, 在确定各单元间连接与传递条件及作动器压电边界条件基础上, 建立了作动器的半解析性机电耦合传递矩阵模型, 编制了模型的解算程序。建立作动器的多目标优化数学模型, 求得其优化结构尺寸。为印证半解析理论模型, 还构建了作动器的机电耦合有限元数值模型。传递阵模型与数值模型解得的作动器工作模态频率差分别为177 Hz和191 Hz, 求取驱动足在x、y、z向的振幅分别为2.95 μm、3.27 μm、1.37 μm及3.12 μm、3.61 μm、1.82 μm, 表明了半解析模型的有效性。结果表明, 该文提出的结构设计与驱动原理相结合的作动器分析方式, 为优化压电作动器性能开启了新思路。

下行漫衰减系数（k_d）是海洋光学领域的重要光学参数之一。利用大连港现场实测的含水中油水体光学参数和辐射传输模型Hydrolight模拟含水中油水体水下光场，分析水中油对水体k_d的影响，并根据模拟结果构建k_d半分析模型。结果表明，在可见光波段，不同水深的k_d光谱随着水中油浓度的增加而升高；随着水中油浓度的增加，k_d随水深增加而升高的趋势更为明显，且接近其定常渐进值的速度越快；含水中油水体吸收系数及后向散射系数对k_d的贡献与自然水体不同，使得含水中油水体与自然水体k_d半分析模型的参数值差异明显，因此，自然水体k_d半分析模型无法满足含水中油水体的精确计算需求。通过模拟结果构建的k_d半分析模型可以进一步计算得到精度较高的下行辐照度，为快速模拟含水中油水体水下光场提供了可靠的解决方案。

为了改善GaN HEMT的自热效应，集成高热导率的金刚石衬底有助于增强器件有源区的热量耗散。然而，化学气相淀积(CVD)生长的多晶金刚石(PCD)具有柱状晶粒结构，导致了各向异性的材料热导率，且其热导率值与生长厚度有关。为此，通过建模金刚石生长过程中晶粒尺寸的演变过程，计算了金刚石沿面内和截面方向的热导率。基于该PCD热导率模型，利用计入材料非线性热导率的GaN器件热阻解析模型，计算得到了GaN HEMT沟道温度的波动范围，并分析了其与器件结构(栅长、栅宽、栅间距、衬底厚度)和功耗的依赖关系。最后，通过与有限元(FEM)仿真结果对比，分区域提取了GaN HEMT器件中PCD衬底的有效热导率，分别为260~310 W/(m·K)和1 250~1 450 W/(m·K)。本文的计算为预测金刚石衬底上GaN HEMT器件的沟道温度提供了快速、有效的方法。

机载传感器在飞行控制系统获取飞行状态, 进行内、外回路控制律解算等过程中发挥着至关重要的作用。除了通过增加硬件余度提高系统可靠性外, 还可以增加模型的解析余度提高系统容错能力。基于无人机的气动参数对飞行控制系统进行故障建模, 设计一种故障状态最优估计器, 结合广义卡尔曼滤波方法提出了一种改进的残差检测算法进行在线学习并估计评价系统的故障状态。并且, 在基于周期时间和残差值联合表决的条件下设计了自适应参考模型调节律对解析模型进行实时对比和修正, 减小系统干扰所带来的不确定性误差影响。通过仿真试验验证了所提出方法的可行性与有效性。

压电单晶复合材料具有高压电常数、高机电耦合系数和高水声优值的优点, 是制备下一代高性能水声换能器的关键材料。不同类型水声换能器对压电材料的性能要求不同, 如何根据器件的具体应用需求, 对压电单晶复合材料的结构和性能进行设计具有重要的意义。为了能够准确选取压电单晶复合材料中压电相与聚合物相两相材料特性、体积分数、宽高比等参数, 本文提出了一种将解析模型与数值模型相结合的综合设计方法。实验结果证实, 该方法可以准确高效地预测1-3型压电单晶复合材料的振动模态及宏观等效性能参数, 实现以器件性能为指导的压电单晶复合材料设计。

海洋激光雷达是探测上层海水并构建海洋立体观测网络的重要遥感设备。文中将激光雷达实验数据与MC (Monte Carlo)仿真、解析模型、原位数据进行综合对比, 检验它们的匹配程度。与实验实测的激光雷达回波信号相比, MC仿真和解析模型均有很高的一致性(R■>0.97), 将原位漫射衰减系数(K■)近似代入普通激光雷达方程也有较好的一致性(R■>0.92)。反演得到的激光雷达衰减系数(α)表现出了相似的结果, MC仿真和解析模型具有更佳的一致性。结果表明: 海洋激光雷达实验结果能与MC和解析模型的仿真结果很好地匹配。

细菌多波长透射光谱包含有细菌结构、组分、浓度等信息,这些特征信息的有效提取是实现细菌微生物快速识别与检测的基础。以水体常见的大肠埃希氏菌(大肠杆菌)为研究对象,采用紫外-可见分光光度法获得了其多波长透射光谱;基于Mie散射理论,在充分考虑水体大肠杆菌散射和吸收特性的基础上,构建了240~900 nm波段范围内细菌微生物多波长透射光谱的解析模型;基于该模型对250~750 nm特征波段范围内的光谱进行解析,获得了大肠杆菌的体积、粒径、结构及浓度等相关参数,并将这些参数与文献及实验得到的结果进行了对比验证。结果表明,建立的多波长透射光谱解析模型能够准确表征水体细菌微生物的光谱特征,该模型可为水体细菌微生物的快速识别分析和检测提供关键数据。

Optimum laser configurations are presented to achieve high illumination uniformity with directly driven inertial confinement fusion targets. Assuming axisymmetric absorption pattern of individual laser beams, theoretical models are reviewed in terms of the number of laser beams, system imperfection, and laser beam patterns. Utilizing a self-organizing system of charged particles on a sphere, a simple numerical model is provided to give an optimal configuration for an arbitrary number of laser beams. As a result, such new configurations as “M48” and “M60” are found to show substantially higher illumination uniformity than any other existing direct drive systems. A new polar direct-drive scheme is proposed with the laser axes keeping off the target center, which can be applied to laser configurations designed for indirectly driven inertial fusion.

传感器是测量无人机姿态信息的核心, 传感器为无人机的飞行提供安全、可靠、全面的数据信息。飞机的安全很大程度上取决于传感器是否故障。故障诊断技术的研究, 有利于提高飞行器的运行安全可靠性。首先,对无人机机载传感器的工作原理进行分析, 在此基础上建立无人机执行机构的解析模型。以模型为依据, 对无人机的传感器进行特性仿真。其次, 利用了一种基于残差的阈值-改进SPRT联合诊断算法, 从残差中提取故障特征, 对传感器的工作状态做出检测和判断。最后, 建立了传感器故障常见的数学模型, 亦对传感器故障特性进行仿真验证。结果表明, 这种方案能有效提高传感器故障的诊断精度,故障诊断算法有效。