《FDFD.jl:纯Julia实现的电磁学有限差分频域方法》 FDFD.jl是一个专门用于电磁学领域的计算软件,它基于开源编程语言Julia,实现了有限差分频域(Finite Difference Frequency Domain,简称FDFD)方法。FDFD是一种强大的数值计算技术,广泛应用于光子学、微波工程、纳米光学等领域,用于求解波动方程,分析和设计电磁结构。 我们来深入了解FDFD方法。在电磁学中,麦克斯韦方程是描述电磁场变化的基本方程。FDFD方法是将这些偏微分方程转化为离散的代数方程组,通过在空间和频率域进行离散化来逼近连续问题。这种方法的优势在于能够处理复杂几何形状和非均匀介质,同时保持较高的计算效率。在FDFD算法中,通常采用中心差分法对空间导数进行近似,而傅里叶变换则用于处理频率域的关系。 Julia语言是FDFD.jl的核心,它的设计目标是提供高性能科学计算的能力,同时保持易于使用和可读性强的代码。Julia的动态类型和Just-In-Time (JIT)编译使其在数值计算领域表现出色,可以与C、Fortran等传统科学计算语言相媲美。FDFD.jl利用Julia的这些特性,能够快速高效地执行电磁模拟任务。 在FDFD.jl项目中,`FDFD.jl-master`目录可能包含了源代码、示例、文档和测试等资源。源代码通常会包含定义网格、设置边界条件、执行傅里叶变换以及求解线性系统的函数。开发者和用户可以通过阅读和修改这些代码来定制自己的电磁模型,例如设计光波导、谐振器或者研究纳米结构的光谱特性。 FDFD方法的一个重要应用是波导分析。波导是传输电磁波的结构,如光纤通信和光子集成电路中的关键组成部分。通过FDFD,我们可以计算出波导的传播常数、模式分布以及损耗,这对于理解和优化波导性能至关重要。 此外,FDFD方法在纳米光子学中也有广泛的应用。纳米光子学研究的是尺度达到纳米级别的光与物质相互作用,这涉及到局域表面等离子体共振、光子晶体和超材料等前沿领域。FDFD可以模拟这些结构的电磁响应,预测其光学性质,为新型光子器件的设计提供理论支持。 FDFD.jl是利用Julia语言实现的电磁学计算工具,它为研究者和工程师提供了强大且灵活的平台,以解决各种电磁问题,包括但不限于光学、微波工程和纳米光子学。通过深入理解和运用这个库,我们可以更深入地探索和设计电磁系统,推动相关领域的科技进步。
2025-07-22 19:55:44 681KB julia optics electromagnetics frequency-domain
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7.10 采样追踪 7.10.1 综述和配置 如果在目标设置target settings (目录 'General') 中激活了采样追踪,那么在KeStudio 资源中可 以采用Sample tracing对象。采样追踪可以用来追踪已被跟踪了一段时间的变量的的值的行踪。这些 值被写入了环形缓冲器(trace buffer)。如果储存器已满,那么就会重写最早的值。可以同时追踪多 达20个变量。每个变量可以最多追踪500个值。 因为在PLC内追踪缓冲器的规模有一定值,在很多或很广的变量DWORD的事件中,只能追踪 少于500个值。 例如:如果追踪10 WORD变量并且如果在PLC中储存器有5000字节长,那么对每个变量,可以 追踪250个值。
2025-07-18 14:31:02 9.24MB KeStudio
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《高频开关模式电源转换器的数字控制》是电力电子领域的一本重要著作,它深入探讨了在现代电力系统中如何高效、精确地管理和转换电能。该书由 Wiley-IEEE Press 出版于2015年,是研究和工程实践者的重要参考资料。 一、数字控制的优势与应用 数字控制在高频率开关模式电源转换器中的应用,相比于传统的模拟控制,具有诸多优势。数字控制器可以提供更高的精度、灵活性和可靠性,能够处理更复杂的控制策略,如PID(比例积分微分)控制、预测控制、滑模控制等。此外,数字控制还支持实时调整,适应性强,能够更好地应对负载变化和电网波动。 二、开关模式电源转换器的工作原理 开关模式电源转换器通过不断切换电源的开闭状态,改变电能流动的方式,实现电压或电流的升压或降压。这种转换方式具有高效率、体积小、重量轻的特点,广泛应用于通信设备、计算机、航空航天等领域。 三、高频特性与挑战 高频是开关模式电源转换器的一个关键特性,它允许使用更小的磁性元件和滤波器,从而减小系统体积和重量。然而,高频也带来了新的挑战,如开关损耗增加、电磁兼容性问题以及控制复杂度提升等。 四、数字控制策略 1. PID控制:作为基础的控制算法,PID控制通过对误差的积分、比例和微分进行综合,实现稳定的系统响应。 2. 预测控制:基于未来预测的控制策略,能够在考虑系统动态特性的前提下优化性能。 3. 滑模控制:通过设计一个使系统状态始终滑动的边界,即使在存在不确定性的情况下也能保持稳定。 五、硬件实现与实时操作系统 数字控制通常通过微处理器或数字信号处理器实现。实时操作系统(RTOS)用于管理控制任务的时间约束,确保控制算法在规定的时间内执行,保证系统的实时性。 六、电磁兼容性与噪声抑制 在高频操作中,电磁兼容性(EMC)问题尤为重要。设计者需要采用各种技术,如屏蔽、滤波和优化布线,来降低噪声并确保设备符合EMC标准。 七、先进控制技术 随着技术的发展,高级控制策略如自适应控制、模型预测控制、模糊逻辑和神经网络控制等也被引入到开关模式电源转换器中,以提高系统的动态性能和鲁棒性。 八、故障检测与保护机制 为了确保系统的安全运行,数字控制还包含了故障检测和保护机制。这些机制可以快速识别异常情况,并采取适当的措施,如断开电路或切换到备份模式。 《高频开关模式电源转换器的数字控制》涵盖了从基本理论到实际应用的广泛内容,对于理解和掌握这一领域的核心技术和最新进展具有重要的指导价值。
2025-03-26 20:47:51 6.04MB Digital Control Power Converters
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频域方法系统辨识,非常经典的一本书 Identification is a powerful technique for building accurate models of complex systems from noisy data. It consists of three basic steps, which are interrelated: (1) the design of an experiment; (2) the construction of a model, black box or from physical laws; and (3) the estimation of the model parameters from the measurements.
2024-06-18 15:57:50 45.32MB System frequency
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感应耦合射频等离子体球化过程数值模拟,佟健博,路新,本文利用感应耦合射频等离子体球化系统制备出了TiAl合金球形粉末,并利用数值模拟的方法对球化过程进行了研究。在对等离子体建立耦�
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