针对大口径**液压伺服系统控制时内部参数的不确定性和时变性问题, 利用模糊控制鲁棒性强和容错能力好的特点, 对传统PID控制进行改造, 同时结合RBF神经网络来解决模糊控制精度差的问题。此外, 利用蚁群聚类对RBF神经网络的初始参数进行初始化, 采用共轭梯度法对神经网络进行优化训练。仿真结果表明, 该控制策略能较好地抑制大口径**系统的时变性与非线性问题, 同时保证了系统的调炮速度和精度。
大口径** 模糊RBF神经网络 蚁群聚类 共轭梯度法 large-caliber weapon fuzzy RBF neural network ant colony clustering conjugate gradient method
强激光与粒子束
2020, 32(10): 103001
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
开展了40 kW预群聚注入锁相回旋管的理论与模拟设计。基于全电磁仿真方法完成了预群聚腔的设计，并采用给定场理论对电子束经过预调制腔后的群聚状态进行了计算。采用自洽理论获得了回旋管的自由振荡工作参数，并计算了振荡频率随各种参数变化的规律，由此提出了锁相带宽的要求。采用PIC粒子模拟进行了锁相状态的模拟，得到7 mm漂移距离下锁定增益可达30.5 dB，相应的锁相带宽为20 MHz。如果进一步增长漂移距离或者进一步增大输入功率，锁相带宽还会增大。理论计算和粒子模拟结果表明40 kW级回旋管注入锁相具有良好的可行性。
回旋管 注入锁相 预群聚 gyrotron injection locking pre-bunching 强激光与粒子束
2018, 30(8): 083004
1 平顶山学院招生就业处, 河南 平顶山 467000
2 平顶山学院计算机与科学技术学院, 河南 平顶山 467000
提出了一种改进的蚁群聚类分析算法, 通过改进LF算法中群体相似度函数, 加入参数的自适应调整策略, 利用短期记忆和网格信息素的局部分布控制蚂蚁的随机移动, 并结合蚂蚁速度动态变化、半径递增、强制放下等特性。采用测试数据和不同的算法进行了对比实验分析, 仿真实验结果表明, 该算法显示出了较高的稳定性和准确率。
聚类 蚁群聚类 信息素 clustering ant colony pheromone 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 426
聊城大学 物理科学与信息工程学院,山东省光通信科学与技术重点实验室,山东 聊城 252059
提出了一种基于史密斯-帕赛尔效应的太赫兹振荡器，该器件由电子枪、调制腔、输出腔、收集极等部分构成。在器件调制腔中,电子注的速度调制通过史密斯-帕赛尔效应完成的,当群聚电子注通过输出腔时,群聚电子注会在输出腔的间隙处激励起高频电场,该高频电场会使电子注的一部分动能转换为高频能量,并完成太赫兹振荡.模拟发现：当金属光栅的空间周期为0.6 mm、电子注能量为100 keV时,利用史密斯-帕赛尔效应调制的太赫兹振荡器可以输出频率为349.017 GHz和346.324 GHz、功率谱密度接近4 kW/GHz、最大输出峰值功率超过2 kW的太赫兹波.
物理电子学 太赫兹 粒子模拟 振荡器 史密斯-帕赛尔效应 调制 群聚 Physical electronics Terahertz Particle-in-cell simulation Oscillator Smith-Purcell effect Modulation Bunching
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
设计了一种用于S波段、工作带宽10%的相对论速调管放大器结构。该宽带管采用多间隙输入腔、两个中间腔和重叠模双间隙输出腔来拓展相对论速调管放大器(RKA)群聚段和输出段的带宽,模拟得到基波调制深度大于80%时,RKA群聚段和输出段的带宽分别为11%和15%。整管模拟时,通过调节注入微波频率和功率,得到最大功率1.58 GW、3 dB相对工作带宽10%、带内微波功率不小于1 GW的输出微波。
S波段 相对论速调管放大器 宽带 群聚段 输出段 S-band relativistic klystron amplifier broadband buncher section output section 强激光与粒子束
2016, 28(2): 023003
哈尔滨师范大学 光电带隙材料省部共建教育部重点实验室， 黑龙江 哈尔滨 150025
在全量子理论的背景下提出两个二能级原子分别与一单模腔场相互作用的系统模型，利用量子主方程和数值模拟计算等方法，研究该体系中腔场平均光子数、Mandels Q因子及二阶量子相关度在非稳态时的变化规律。此外，对体系中原子及腔场中光谱结构进行了分析。结果表明:减小腔场耗散系数，增大原子间耦合系数，体系量子特性愈加明显。体系光谱呈现出Mollow 三重峰结构，且原子辐射谱强度远大于腔场辐射谱强度。当原子跃迁频率与腔场跃迁频率为近共振时，Mollow峰值为三峰中最大值。此外，增大原子与腔场间耦合系数，可增大原子光谱的中峰强度；而增大腔场光谱的中峰强度，则需减小原子与腔场间耦合系数。
量子主方程 双耦合二能级系统 亚泊松分布 反群聚效应 自发辐射光谱 quantum master equation double coupling two-level system sub-Poisson distribution anti-bunching effect spontaneous emission spectrum
1 安徽工业大学 电气信息学院, 安徽 马鞍山 243002
2 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室, 合肥 230029
描述了小空间尺度下一种硅外延平面二极管过流时的实验现象, 以电压调控开关的模型解释这种现象。通过电压调控开关模型的二极管间隙间电势变化过程的定性分析可知, 由于空间电荷效应, 超过或临界空间电荷时, 二极管电流有可能呈现振荡特性。通过无限大空间内薄束漂移的时间行为证明了这种振荡存在的可能性。用非线性方程的数学模型对这种现象做了仿真, 仿真结果与实验现象相吻合。
张弛振荡 电压调控开关 虚阴极 漂移 粒子群聚 渡越时间 relaxation oscillation voltage-controlled switch virtual cathode drift particle aggregation transit time
研究了铒离子掺杂浓度对掺铒光纤光源的泵浦效率和波长稳定性的影响。在设计好的单程后向光源中采用5 种不同类型的光纤分别进行了实验，通过比较采用不同光纤时掺铒光纤光源的输出特性发现掺铒光纤光源的泵浦效率随铒离子浓度增大而先增大；铒离子浓度过高时存在群聚效应，光源泵浦效率反而下降，群聚效应使泵浦效率下降了20%。泵浦阈值则随着铒离子浓度的增加从18.3 mW 增加到了32.4 mW。通过试验发现光纤优化长度依比例决定于掺铒光纤中的铒离子浓度，而泵浦波长与光源波长的关系却不受铒离子浓度影响。比较采用不同铒离子浓度光纤的光源的小范围温度特性，较低浓度的光纤温度稳定性好于高浓度的温度稳定性将近100 ppm。通过实验确定掺铒光纤中最适宜的铒离子浓度在110 mol 左右。
掺铒光纤光源 铒离子浓度 波长稳定性 泵浦效率 群聚效应 Erbium doped fiber source erbium concentration wavelength stability pump efficiency cluster effect
1 汕头大学 物理系,广东 汕头 515063
2 广东工业大学 物理与光电工程学院,广州 510006
研究了群聚电子注穿越同轴TM812模谐振腔的换能效率和同轴TM812模谐振腔中微波能量的提取方法,论证了其作为毫米波多注速调管的输出腔的可行性。研究结果表明:理想群聚电子注穿越同轴TM812模谐振腔的换能效率可达3.29%,一般群聚电子注穿越同轴TM812模谐振腔的换能效率可达1.86%;采用同轴TM812模谐振腔与沿轴向的同轴线耦合可以实现微波能量的提取;在输出腔工作频率为100.945 GHz,外观品质因数为2 243情形下,根据估算,最大输出功率可达15 kW。
同轴TM812模谐振腔 毫米波 多注速调管 群聚 同轴线输出电路 cylindrical coaxial TM812 mode cavity resonator millimeter wave multi-beam klystron clustering coaxial-line output electro-circuit
