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自由空间光通信中精跟踪系统的辨识(英文)

红外与激光工程 2015年第2期44卷 736-741页

作者：周浩天艾勇单欣代永红武汉大学电子信工学院湖北武汉430079

精确的精跟踪系统模型为研究精跟踪的控制算法,找到影响其动态、静态性能的关键因素提供了重要的条件。设计了精跟踪辨识系统,该系统包括:快速倾斜镜、CCD、DA以及相关的电子设备。精跟踪模型传统上被认为是一个二阶系统,通过输入输出... 详细信息

精确的精跟踪系统模型为研究精跟踪的控制算法,找到影响其动态、静态性能的关键因素提供了重要的条件。设计了精跟踪辨识系统,该系统包括:快速倾斜镜、CCD、DA以及相关的电子设备。精跟踪模型传统上被认为是一个二阶系统,通过输入输出数据、模型类和最小二乘等价准则等一系列过程确定精跟踪的模型。为了评估该辨识方法的性能,将最小二乘辨识法得到的模型与传统的频率响应法得到的模型做比较。通过验证发现,两种模型的输出与实际系统输出的模型残差平方和分别为8.20和89.52,相关系数分别为0.98和0.95。结果表明,最小二乘法得到的精跟踪模型比频率响应法得到的模型更准确地反映出实际系统的特性。

关键词：自由空间光通信精跟踪系统系统辨识最小二乘辨识法频率响应法

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机载光通信平台振动模拟系统的设计与实验

光电子．激光 2014年第7期25卷 1315-1320页

作者：周浩天艾勇陈晶单欣武汉大学电子信息学院湖北武汉430079

设计了基于音圈电机(VCM)和压电陶瓷(PZT)快速倾斜镜(FSM)的双级振动模拟系统,用于模拟光通信中机载平台对光束的扰动。振动模拟系统结合了VCM和PZT的优点,使得模拟系统角度分辨率为1μrad,在不经过光路的放大或压缩的情况下,光束振动... 详细信息

设计了基于音圈电机(VCM)和压电陶瓷(PZT)快速倾斜镜(FSM)的双级振动模拟系统,用于模拟光通信中机载平台对光束的扰动。振动模拟系统结合了VCM和PZT的优点,使得模拟系统角度分辨率为1μrad,在不经过光路的放大或压缩的情况下,光束振动幅度为124mrad。验证结果表明,系统模拟的美国Altair无人机振动功率谱密度函数与其输入的无人机功率谱密度函数的相关系数为0.93,真实再现了机载平台的振动特性。机载振动模拟系统的构建为后期光通信中跟踪控制系统的设计与优化奠定了基础。

关键词：机载光通信机载平台振动振动模拟系统快速倾斜镜(FSM)

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弹性蛋白力学特性的单分子力谱

物理学报 2016年第18期65卷 144-161页

作者：周浩天高翔郑鹏秦猛曹毅王炜南京大学物理学院南京210093 南京大学化学化工学院南京210023

弹性蛋白是一类有着特殊力学特性的蛋白.在生物体内它们是承受和传递力的主要媒介;在生物体外,它们更是被广泛地用作高强度的生物材料.根据其功能不同,弹性蛋白的力学特性也各异.有些具有比较高的力学强度,有些则具有较大的延展性和弹性... 详细信息

弹性蛋白是一类有着特殊力学特性的蛋白.在生物体内它们是承受和传递力的主要媒介;在生物体外,它们更是被广泛地用作高强度的生物材料.根据其功能不同,弹性蛋白的力学特性也各异.有些具有比较高的力学强度,有些则具有较大的延展性和弹性.科学家们很早就采用多种手段来人工合成弹性蛋白用于材料和纳米领域,但对于弹性蛋白的力学特性和序列结构之间的关系还不甚明晰.本综述介绍通过单分子力谱的实验方法来直接表征单根蛋白质在受力下结构的变化,研究其力学特性.基于Bell模型,推导出了蛋白质解折所需力与拉伸速率之间的关系,揭示了蛋白质力学强度的动力学特性,当拉伸速率较低时,解折叠力将正比于拉伸速率,对于较大的拉伸速率,解折叠力与拉伸速率成指数关系;探讨了决定蛋白质力学特性的结构因素和调控蛋白质力学特性的实验方法;介绍了单分子力谱测量的实验方法,包括基于光镊、磁镊和原子力显微镜的单分子力谱技术,着重介绍了原子力显微镜单分子力谱,并特别介绍了多聚蛋白技术来提供单分子测量的"指纹谱"和提高测量效率;论述了基于原子力显微镜单分子力谱研究蛋白质力学特性的最新进展,包括提高原子力显微镜的稳定性和力分辨率的方法,与荧光标记法相结合来提高实验效率的技术和高速扫描原子力显微镜;阐述了如何通过单分子力谱实验来理性设计蛋白质材料的力学特性,并对未来的研究热点做了展望.

关键词：单分子力谱原子力显微镜多聚蛋白蛋白质材料

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高速相干光通信平衡探测器研究

光子学报 2015年第1期44卷 173-179页

作者：代永红艾勇肖伟周浩天单欣武汉大学电子信息学院武汉430070

通过对相干光通信平衡探测器原理及关键技术进行分析,设计了一套高速平衡探测系统,并在室内构建了相干光通信测试平台.测试实验发现：该平衡探测器可以实现不同速率的相干探测,可为相干光通信提供有利的条件.在2.5Gbps通信速率下直接探... 详细信息

通过对相干光通信平衡探测器原理及关键技术进行分析,设计了一套高速平衡探测系统,并在室内构建了相干光通信测试平台.测试实验发现：该平衡探测器可以实现不同速率的相干探测,可为相干光通信提供有利的条件.在2.5Gbps通信速率下直接探测时,单管灵敏度可以达到-26dBm,动态范围为-26~3dBm;在本振光为3dBm时,相干探测的灵敏度可以达到-46.5dBm,动态范围为-46.5~3dBm.

关键词：应用光电子学分析与测试平衡光电探测器光通信解调跨阻放大器灵敏度

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空气源热泵冷暖两联供系统运行策略研究

空气源热泵冷暖两联供系统运行策略研究

作者：周浩天西南科技大学

学位级别：硕士

随着人们对生活品质要求的不断提高,供冷暖系统逐渐成为人们生产和生活不可或缺的一部分。空气源热泵冷暖两联供系统凭借其高效节能、健康舒适的特点逐渐受到人们青睐,近三年来年均市场增长率超过了30%。虽然空气源热泵冷暖两联供系统... 详细信息

随着人们对生活品质要求的不断提高,供冷暖系统逐渐成为人们生产和生活不可或缺的一部分。空气源热泵冷暖两联供系统凭借其高效节能、健康舒适的特点逐渐受到人们青睐,近三年来年均市场增长率超过了30%。虽然空气源热泵冷暖两联供系统被广泛应用,但是对其室内舒适度和系统运行能耗等方面的认知还处于工程运行阶段,对其系统性的研究较少。本文在夏热冬冷地区办公建筑内搭建了一套空气源热泵冷暖两联供实验系统,从系统的运行策略出发,对室内外环境参数、室内热舒适性、系统运行能效及能耗等方面系统地进行了研究。首先探究了不同供水温度对冷暖两联供系统室内环境参数、室内热舒适性、系统运行能效及系统能耗的影响。结果表明,冬季供暖时室内空气温度处于20.19℃～24.47℃之间,室内最大垂直温差为2.67℃,室内热舒适性满足Ⅱ级舒适区条件(-1≤PMV≤1),且采用供水温度40℃、35℃比供水温度45℃时的能耗节省了13.65%、26.87%。夏季供冷时室内空气温度在23.14℃～25.26℃之间波动,室内最大垂直温差为2.91℃,供水温度为15℃时PMV值略微超出Ⅱ级舒适区,但热舒适性仍可接受,供水温度为7℃、11℃时室内热舒适性满足Ⅱ级舒适区条件;采用供水温度11℃、15℃比供水温度7℃时的能耗分别节省8.34%、15.75%。然后在相同供水温度条件下探究对流末端、辐射末端及对流辐射联合末端运行时室内环境参数、室内热舒适性、系统运行能效及系统能耗的变化规律。结果表明,对流末端系统可以快速调节室内空气温度,辐射末端系统调控室温时存在滞后性,但带有辐射末端的供冷暖系统可以提高室内整体热舒适性。冬季供暖时,室内空气温度与PMV值之间呈现显著弱相关,拟合优度为0.427;平均辐射温度、操作温度与PMV值之间呈现显著强相关,拟合优度分别为0.982、0.997,因此建议使用操作温度作为室内温控器的控制指标。夏季供冷时,室内空气温度、平均辐射温度、室内操作温度与室内PMV指标之间呈现显著强相关,拟合优度分别为0.979、0.991、0.991,因此室内空气温度、操作温度都可作为室内温控器的控制指标。最后对同种供冷暖系统在不同间歇运行策略下进行实验研究,探究不同间歇运行策略对供冷暖系统室内环境参数、室内热舒适性、系统运行能效及系统能耗的影响。结果表明,间歇运行策略可以节省系统运行能耗,且夏季比冬季更适合采用间歇运行策略。当系统关闭时长约为全天时长的60%时,冬季冷暖两联供系统、风机盘管系统、地板辐射系统分别节省25.48%、37.39%、39.73%的能耗;夏季冷暖两联供系统、风机盘管系统分别节省52.86%、44.48%的能耗。除此之外,为了保证人员进入室内时满足Ⅱ级舒适区条件,冬季供暖时建议冷暖两联供系统、风机盘管系统提前1～2h开启,地板辐射系统提前3～4h开启;夏季供冷时建议冷暖两联供系统、风机盘管系统提前0.5h开启。

关键词：冷暖两联供系统运行策略供水温度对流辐射联合末端间歇策略

混合数据聚类个数与初始类中心确定算法及实现

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混合数据聚类个数与初始类中心确定算法及实现

作者：周浩天山西大学

学位级别：硕士

基于划分的方法是经典聚类方法之一,如何选择恰当的聚类个数和初始类中心是所有划分聚类方法初始化过程中必须面对的问题。尽管针对数值型属性或分类型属性单一数据类型数据的聚类个数和初始类中心的选择算法已经进行了广泛地研究,但在... 详细信息

基于划分的方法是经典聚类方法之一,如何选择恰当的聚类个数和初始类中心是所有划分聚类方法初始化过程中必须面对的问题。尽管针对数值型属性或分类型属性单一数据类型数据的聚类个数和初始类中心的选择算法已经进行了广泛地研究,但在实际应用中,大部分数据是通过数值型属性和分类型属性共同描述的,也称为混合型数据。本文针对混合数据划分式聚类中如何确定聚类个数和选择初始类中心进行了研究,论文的主要工作有:（1）基于权重密度给出了一种混合型数据类与类之间的相异性度量,基于此设计了一个混合型数据的类个数确定算法,并对其时间复杂度进行了分析。通过在UCI真实数据集上进行实验分析,结果表明提出的算法是有效的。（2）基于对象密度和对象之间的距离,对传统最大最小距离算法进行了进一步扩充,提出了一种混合型数据的初始类中心选择算法,并将该方法应用于k-prototypes算法中,实验结果与随机初始化方法相比,提出的方法具有一定的优越性。本文对混合数据划分式聚类方法的初始化方法进行了研究,分别给出了类个数和初始类中心确定方法,为混合数据的聚类工作具有一定的参考价值。

关键词：混合型数据聚类聚类个数初始类中心密度

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空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验

红外与激光工程 2015年第10期44卷 3110-3116页

作者：代永红刘彦飞周浩天单欣艾勇武汉大学电子信息学院湖北武汉430070

在空间相干光通信中,为了对本振激光器和大气信道产生的共模噪声进行有效的抑制,接收机中广泛引入平衡探测器,通过分析可知,平衡探测器在相干探测时灵敏度明显提高。为了探求空间相干通信中平衡探测器的性能,对其噪声形成的机理进行了分... 详细信息

在空间相干光通信中,为了对本振激光器和大气信道产生的共模噪声进行有效的抑制,接收机中广泛引入平衡探测器,通过分析可知,平衡探测器在相干探测时灵敏度明显提高。为了探求空间相干通信中平衡探测器的性能,对其噪声形成的机理进行了分析,给出了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器在非相干与相干探测条件下的灵敏度理论极限。设计了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器,构建了平衡探测器测试系统,并对其灵敏度进行了测试,在2.5 Gbps通信速率下,非相干探测灵明度达到-21.1 d Bm,相干探测的灵敏度达到-41.2 d Bm,测试结果与理论分析值基本吻合。空间相干光通信中平衡探测器分析与设计为空间相干光通信系统提供了理论依据和实现条件。

关键词：光电探测器相干光通信解调灵敏度跨阻放大器

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振动与远场湍流对机载精跟踪终端的影响

光子学报 2015年第7期44卷 81-88页

作者：刘彦飞代永红周浩天单欣艾勇武汉大学电子信息学院武汉430072

为了实现机载光通信终端小型化、高准确度的要求,依据机载平台振动功率谱特点设计了以FPGA为核心的小型机载精跟踪光通信终端.分别通过室内模拟跟踪与扰动抑制、远场信标探测与通信评估实验对精跟踪系统的性能进行了验证.分析了精跟踪... 详细信息

为了实现机载光通信终端小型化、高准确度的要求,依据机载平台振动功率谱特点设计了以FPGA为核心的小型机载精跟踪光通信终端.分别通过室内模拟跟踪与扰动抑制、远场信标探测与通信评估实验对精跟踪系统的性能进行了验证.分析了精跟踪系统对机载平台振动的抑制效果以及不同湍流强度对跟踪造成的影响.在远场3.4km进行大气湍流验证实验,通过角速度模拟了飞机到地面距离20~30km,飞行速度700~900km/h时的通信实验.实验表明,精跟踪系统对机载平台的振动具有较强的抑制能力,系统跟踪准确度为3μrad左右;精跟踪可以使机载光通信模拟运动时的接收光功率提高4~5.9dB.系统搭建灵活,跟踪准确度高.

关键词：自由空间光通信机载光通信精跟踪系统跟踪误差复合轴系统大气湍流伺服系统

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浅谈在水工建筑设计中的体会

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