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基于DTW算法的sEMG手势识别控制系统设计

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现代电子技术 2025年第2期 131-136页

作者：韩团军雷栋元黄朝军卢超陕西理工大学物理与电信工程学院

人体在运动过程中会产生微弱的生物电信号，其中蕴含着大量的控制信息。为了使用生物电信号中的信息控制机械臂动作，提出一种基于DTW算法的sEMG手势识别控制系统，利用该系统对采集的原始信号进行滤波和放大。为了确定有效的sEMG，采... 详细信息

人体在运动过程中会产生微弱的生物电信号，其中蕴含着大量的控制信息。为了使用生物电信号中的信息控制机械臂动作，提出一种基于DTW算法的sEMG手势识别控制系统，利用该系统对采集的原始信号进行滤波和放大。为了确定有效的sEMG，采用移动平均法对处理信号进行划分。使用平均绝对值从数据片段中提取有效段数据，应用DTW算法将3路表面肌电信号融合，计算样本与模型之间的相似度，实现手势识别；再将识别后的信号通过无线模块发送到控制指令，以控制机械臂的动作；最后，采用提出的算法并结合6种类型的手势分类模型创建最佳特征模型。实验测试结果表明，使用动态时间规整（DTW）算法进行手势识别的平均准确率为93.752%,6种手势的平均模型匹配率达到92%，实现了肌电信号对机械臂的精确控制。由此证明所提方法的手势识别比传统的阈值控制开关更准确。

关键词：手势识别 DTW算法表面肌电图(sEMG) 特征提取机械臂手势检测

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全双工中继和速率分割协同的安全传输方案

西安电子科技大学学报 2025年

作者：魏明生端思轶李世党高全学李春国江苏师范大学物理与电子工程学院东南大学信息科学与工程学院西安电子科技大学通信工程学院

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继... 详细信息

针对传统网络框架存在的诸如覆盖范围受限、系统容量偏低等固有缺陷，考虑具有不可信用户中继与速率分割协作通信中的安全问题，构建了远端用户的平均保密率与公共信息可达速率的加权和的最大化问题。首次将速率分割多址技术与协作中继技术相结合，同时考虑了公共消息广播特性可能引发的公共信息泄露风险，由于该问题中存在变量的耦合和非线性约束，导致其非凸特性，无法直接求解。因此考虑基站和中继设备的功率预算的约束下，联合优化预编码矩阵、公共信息分割和设备到设备的发射功率，并采用连续凸逼近的方法，引入松弛变量，线性化处理非凸约束，将该非凸问题转换为易求解的凸问题，并进而设计了一种全双工协作速率分割的迭代优化算法，避免了时间资源的浪费。仿真结果证明了所提方案的优越性。相比已有半双工速率分割多址方案，具有更良好的收敛性，硬件配置实时性有相应改善；同时相比不协作速率分割多址方案，可以实现更高的安全传输速率，为远端用户提供切实的安全保障。

关键词：协作通信优化算法安全速率预编码速率分割多址

规范场下两组分玻色-哈伯德模型的有效自旋模型与莫特绝缘相

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原子与分子物理学报 2025年 93-102页

作者：潘宗朕郑一四川师范大学物理与电子工程学院

我们主要探究具有恒定磁通量的两组分玻色晶格量子气,在莫特绝缘相区的低能物理.在半满填充下,这样的系统可以通过一个有效的自旋哈密顿量进行描述.我们分别讨论如何基于二阶微扰、绝热消除法以及Schriffer-Wolf变换导出有效模型.最终... 详细信息

我们主要探究具有恒定磁通量的两组分玻色晶格量子气,在莫特绝缘相区的低能物理.在半满填充下,这样的系统可以通过一个有效的自旋哈密顿量进行描述.我们分别讨论如何基于二阶微扰、绝热消除法以及Schriffer-Wolf变换导出有效模型.最终得到具有海森堡类型相互作用的自旋模型,同时包含Dzyaloshinskii-Moriya耦合以及横场的作用.通过调控晶格参数,该系统能够涵盖多种有趣的磁性模型.我们采用基于矩阵乘积态(MPS)的虚时TEBD算法,聚焦于序参量、自旋-自旋关联函数和结构因子,对有效模型的基态相图进行了研究.

关键词：莫特绝缘相 DM相互作用有效自旋模型超冷原子

高压下Fe_(2)S的相变及热力学性质的第一性原理研究

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 102-107页

作者：余柏树焦亩鑫杨学楠曾召益重庆师范大学物理与电子工程学院重庆401331

本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法研究了高压下Fe_(2)S的结构相变、弹性性质和热力学性质.计算表明,当压强增加到124±10 GPa时,Fe_(2)S(Co_(2)P型)的晶格常数发生了突变,轴向比c/a从1.20跃迁到1.35,向C37结构(Co_(2)Si型)转变... 详细信息

本文采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法研究了高压下Fe_(2)S的结构相变、弹性性质和热力学性质.计算表明,当压强增加到124±10 GPa时,Fe_(2)S(Co_(2)P型)的晶格常数发生了突变,轴向比c/a从1.20跃迁到1.35,向C37结构(Co_(2)Si型)转变.弹性模量的计算结果也证实了Fe_(2)S的这一结构相变.根据弹性模量,获得了高压下Fe_(2)S的声速,相对于纯Fe,S元素提升了纵波声速.通过准谐德拜模型预测了200 GPa,2000 K范围内Fe_(2)S的热力学性质.

关键词：相变弹性性质热力学性质第一性原理

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介质微球超分辨光学成像:原理、技术与应用

北京工业大学学报 2025年第1期51卷 100-120页

作者：李红梅闫胤洲蒋毅坚北京工业大学机械与能源工程学院北京100124 北京工业大学物理与光电工程学院北京100124

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成... 详细信息

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色,为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而,传统光学显微系统受到衍射极限的制约,最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来,突破衍射极限、实现更高成像分辨率成为显微成像领域的研究热点。介质微球透镜通过调控光场,能够将入射光束聚焦于微球底部的极窄区域形成光子纳米射流,打破了阿贝(Abbe)衍射极限,使出射光束半峰全宽小于λ/2。与其他超分辨成像技术相比,微球超分辨成像具有简单直接、无须荧光染料标记、实时成像、可与现有显微系统相兼容等优势,为学术研究和实际应用开辟了新的机遇。该综述首先介绍了介质微球超分辨光学成像原理;随后,详细分析了影响微球超分辨光学成像能力的关键因素,包括微球光学性质、适用环境以及可控性等;最后,探讨了微球超分辨光学成像技术在生物医学、半导体器件、纳米材料科学领域中的应用。此外,还展望了微球超分辨光学成像技术未来发展面临的主要挑战。

关键词：介质微球透镜超分辨成像光学纳米成像远场纳米显微镜光子纳米射流非荧光纳米显微镜

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利用原子在圆偏振激光场中的强场电离产生自旋极化电子

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 101-109页

作者：王中元高轩鸿景文泉杜进旭赵松峰西北师范大学物理与电子工程学院兰州730070

圆偏振激光场中原子的非绝热强场电离为产生自旋极化电子提供了机会.我们应用这些解析电离速率公式[Ingo Barth and Olga Smirnova,***.A 88,013401(2013)]更系统地研究了通过Kr和Xe原子在右旋圆偏振激光脉冲中的强场电离产生自旋极化电... 详细信息

圆偏振激光场中原子的非绝热强场电离为产生自旋极化电子提供了机会.我们应用这些解析电离速率公式[Ingo Barth and Olga Smirnova,***.A 88,013401(2013)]更系统地研究了通过Kr和Xe原子在右旋圆偏振激光脉冲中的强场电离产生自旋极化电子,并证实了不同自旋态的光电子能量分布有很大差异、电子的自旋极化敏感地依赖于光电子能量.另外,在光电子能谱的低能部分其自旋极化可以达到100%,并且通过调节激光强度和频率可以很好地控制能量积分的自旋极化.

关键词：自旋极化电子非绝热强场电离右旋圆偏振激光场

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基于量子点-混合腔光机械系统中光学双稳态的可控光学开关

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原子与分子物理学报 2025年 109-115页

作者：徐名琪田昌海王应佘彦超吉首大学物理与机电工程学院铜仁学院大数据学院

研究了在外加磁场作用下,量子点-混合腔光机械系统中的光学双稳态动力学行为.结果表明:通过调整半导体双量子点间的隧穿耦合强度、外部探测场失谐量、两腔之间的耦合强度及外加磁场强度,可以有效调控光学双稳态的阈值和磁滞回线宽度.进... 详细信息

研究了在外加磁场作用下,量子点-混合腔光机械系统中的光学双稳态动力学行为.结果表明:通过调整半导体双量子点间的隧穿耦合强度、外部探测场失谐量、两腔之间的耦合强度及外加磁场强度,可以有效调控光学双稳态的阈值和磁滞回线宽度.进一步分析表明,调节外部探测场失谐量能够实现全光开关.该混合系统具有更高的光学双稳态可控性,可能在全光开关等领域具有潜在应用.

关键词：光学双稳态现象腔光机械系统光开光

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非静水压作用下石膏电学性质的理论研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 129-135页

作者：周梅吴雷罗小松何宗润贵州民族大学物理与机电工程学院贵阳550025 重庆大学能源与动力工程学院重庆400044

地球内部广泛存在着差应力,这些外在因素的存在影响着矿物的性质,而矿物的电学性质与结构相变息息相关.为了更加了解地球内部结构与动力学过程,采用第一性原理方法,在等效平衡压0~10 GPa范围内计算地球内部浅层矿物石膏在静水压和非静... 详细信息

地球内部广泛存在着差应力,这些外在因素的存在影响着矿物的性质,而矿物的电学性质与结构相变息息相关.为了更加了解地球内部结构与动力学过程,采用第一性原理方法,在等效平衡压0~10 GPa范围内计算地球内部浅层矿物石膏在静水压和非静水压条件下的电学性质.计算结果表明:静水压和非静水压条件下无水石膏的密度和带隙变化基本一致,但二水石膏的密度和带隙在非静水压为6 GPa附近发生突变,这可能是由于非静水压环境使晶体结构更容易发生畸变,更有利于水分子氢键网络的重新排列和CaSO_(4)层间结构的塌缩,因此非静水压下可能更加有利于二水石膏在高温高压下的脱水反应.这对理解地幔中矿物的脱水和储水产生重大的影响,为理解地幔中矿物的脱氢和储水提供理论依据.

关键词：差应力石膏电学性质第一性原理

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半导体量子点分子-腔光机械耦合系统中光学双稳及多稳态的形成及调控

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 115-122页

作者：曾莹任波徐名琪杨红佘彦超吉首大学物理与机电工程学院吉首416000 铜仁学院物理与电子工程系铜仁554300

本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈... 详细信息

本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而增大.随着磁场强度和隧穿耦合强度的进一步增加,系统的双稳态将演变为多稳态.有趣的是,在强隧穿和强磁场作用下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而减小.这种对耦合腔光机械系统中光学双稳态的灵活调控将在可控光开关方面具有潜在的广泛应用前景.

关键词：双稳态多稳态点间隧穿耦合光力耦合