分类目录归档:科研笔记

2019年数学建模

2019年,华为杯第16届中国研究生数学建模竞赛在9月18日开始,组队参加这次比赛,得益于队友的支持,建模体验远好于本科时参与过的两次。

本科时国赛和两位交通学院的女生组队,建模程序文章全部我一人包圆,文章质量当然也是极差,没有获奖是意料之中。当年寒假,又和本学院的两位大神组队,参加美赛。那两位大佬国赛时和一名理学院的学弟组队,斩获国家二等奖。但是美赛的实际情况缺十分糟糕,四天三夜只得个安慰奖而已。并且报名、缴费等杂事也是我一人完成。这次体验,不免觉得这两个人在合伙搞我。

2019年和两位师兄报名了研究生数学建模,体验较好,合作愉快,结果另说。

选择D题,“汽车行驶工况构建”,主要是对数据的处理与挖掘。使用了主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和K均值聚类(k-means clustering)的方法,也算花了两天时间学习了一下这些数据科学种的常用方法。时间安排的也非常好,不熬夜佛西建模,迅速的讨论建模,早早写完稿子交上。算是在平日科研中的一种调剂,换换思维方式。


2019-11-11,在双十一这一天出了成绩,又是成功参与奖,依旧是最菜的。

转载:Zotero 使用笔记

Zotero 使用笔记

Zotero 是一个免费的文献管理工具。关于 Zotero 的使用推荐阳志平老师的博客:

本文主要介绍几个比较有用的插件和自己平时的操作流程。

插件

主要功能包括,文件重命名,导出 PDF 文件到指定目录,与云存储配合实现扩平台阅读。

Better Bib(La)Tex(link)(已过时,zotero 支持 clipboard 导入,看 tips5 )

Zotero 本身不支持 Bibtex 格式导入文章条目。该插件弥补了这一不足。
使用时,将 Bibtex 信息复制到 clipboard 中,然后选择 import from clipboard 即可。
zotero-import-from-bibtex

Markdown Here(link

使用 markdown 编写文章笔记,然后用 ctrl+alt+m 组合键将文本变为 html。该插件需要自行编译 xpi 插件包

Google Scholar Citation(link

查找文章的引用数,将引用信息填入 extra 字段中。
P.S. 最新版本的插件可能会不工作,可以使用老版本的插件(例如 v1.8.4)。如果一次更新太多会被 Google 认为是 Robot,限制访问。

工作流

[预备] 同步到 webDAV 上(使用 digital ocean 的私服搭建

  1. 文件导入(一般是 connector 或 bibtex);
  2. 批量下载 (chrono download),并创建索引(Create Bibliography from Item);
  3. 更新 scholar citation(Google Scholar Citation);
  4. 使用 Zotfile 发送到共享文件夹 (Google Drive),使用 IPad 浏览(PDF Expert)并记录笔记然后再用 Zotfile [Get from Tablet] 同步回 Zotero;
  5. 在条目中创建 notes ,使用 markdown 语法做笔记(markdown here)。

另外,阳的博客(6)中使用的 chrome 插件已经过时,更新为 Chrono Download Manager

Tips

  1. 递归显示 collection 中所有项目信息 (Hidden Perferences)
    希望实现的功能是,点击一个 collection 可以显示 sub-collection 的项目。Zotero 默认情况是不显示的。这个问题之前有人在 Zotero 社区问过
    解决方法是通过修改 Hidden Preference 文件中的 extensions.zotero.recursiveCollections 字段,将其修改为 true 即可。
    Zotero 的配置文件包括一般可用文件和隐藏文件。隐藏文件的修改可以进入 Advanced (Panel),选择 open:config 进行修改(当前 Zotero 版本是 4.0.29.15)。
  2. 显示 collection 目录下文件个数 (tips_and_tricks)
    To see how many items you have, click an item in the middle pane and Select All (Command-A on macOS or Control-A on Windows/Linux). A count of selected items will appear in the right-hand pane.
  3. 批量展开与折叠项目信息
    To determine total items, including child attachments and notes, click an item and press the + (plus) key to expand all parent items before using Select All. You can press – (minus) afterward to collapse all items.
  4. 查看一个条目在哪些目录(tips_and_tricks
    To see all the collections an item is in, select the item and then hold down the “Option” key (Mac OS X), “Control” key (Windows), or “Alt” key (Linux). This will highlight all collections that contain the selected item.
  5. 从粘贴板导入条目How does the Import from Clipboard feature work?
    Import from Clipboard allows you to import items from the raw code of any supported format (RIS, BibTeX, CSL JSON, etc.). Many websites post the bibliographic data for items in their raw form. To add these items to your Zotero library, select and copy the code from the site, then import through the option in File menu in Zotero, or by the keyboard shortcut (Windows/Linux: Ctrl-Alt-Shift-I / Mac: Cmd-Option-Shift-I).

TODO List

关于插件:

  • voyant-export 可以对储存在Zotero里的文字信息进行进一步分析,生成云图或者其它数据可视化图像。

原文链接:

https://leungf.github.io/2017/10/13/zotero-notes/

Matlab 相关操作小结(1)

之前使用matlab进行仿真的解析计算。最近在处理实验数据,也使用到了matlab,对于一些常见的操作进行一下小结。


1. 拟合

  • 使用cftool工具箱

工具箱操作相对便捷,首先导入数据,打开工具箱,选择需要拟合的X和Y(或Z)的数据,选择拟合类型,可以实时的看到拟合的结果。

  • 使用fit命令

fit命令 可以用于拟合函数需要注意的是,fit命令返回的fitobject对象。
可以用 Fit Postprocessing 拟合后处理函数,从对象中提取需要的内容。
feval(fitobject)可以得到拟合后的数值,plot(fitobject)可以绘制拟合前后的图像。

2. 批量读取.csv文件

dir命令可以列出文件夹内容
dir(*.csv)可以列出当前文件夹所有.csv文件,然后我的做法是再再当前文件夹下保存为.mat文件,以供后续使用。

csvread('filename',r,c) 可以用来读取.csv文件,r,c,分别用于开始从表中读取数据的偏移量。

文件路径
当前路径下 (mat和m文件在一起): load ***.mat;
在下一级路径下:load .\下一级路径的文件名\***.mat;
在上一级路径下:load ..\***.mat;
在平行文件夹内: load ..\平行的文件夹\***.mat;

3. 常用函数

  • size
    主要用来获得矩阵的各个维数的大小,或者指定维数的大小。

  • length
    用来获得一维数组的长度或者多维数组中最大的维数

  • array(array==0)=[]
    删除0值

  • max 、min
    最值

  • mean 、norm
    算数平均值,平方和开根号


最后,最重要的仍然是勤于搜索和翻阅手册。

欢迎点击 Mathworks官方的 在线文档

高斯光束

最近仿真需要用到高斯光束,学习了一下高斯光束的设置和相关理论。

在一定频率下,Maxwell方程并不独立完全独立,只有法拉第定律和安培定律(加位移电流)的两个方程独立。求解电场或磁场可以得到Helmholtz方程,是一定频率下电磁波的基本方程。其解是电场代表电磁波场强在空间中的分布,每种可能的形式成为一种波模。

基本的解有平面波、球面波和高斯光束。高斯光束在束腰可以看作平面波,而在远离束腰的地方可以看作球面波,是连接平面波和球面波的一种过渡的形式。

高斯光束的方程为:
$ \frac{E(r,z,t)}{E_0}=\frac{w_0}{w(z)}exp[-(\frac{r}{w(z)})^2]exp[i(\omega t-\Phi _T-\Phi _L)]$

高斯光束的基本参数有:
– Beam radius : $w(z)=w_0\sqrt{1+(\frac{z}{z_R})^2}$,代表z点处光斑半径
– Radius of curvature of phase front : $R(z)=z[1+(\frac{z_R}{z})^2]$,代表等相位面
– Transverse phase : $\Phi T(r,z)=\frac{kr^2}{2R(z)}$
– longitudinal phase : $\Phi _L(z)=k_z-arctan(\frac{z}{z_R})$
– Rayleigh Length : $ z_R=\frac{\pi w_0^2}{\lambda }$,也称为高斯光束的共焦参数
– Divergence angle : $\Theta =2\theta =2\times \lim
{z \to \infty } arctan(\frac{w(z)}{z})\simeq \frac{\lambda _0}{\pi nw_0}$,代表远场发散角

参考:
1. Understanding the Paraxial Gaussian Beam Formula
2. Gaussian beam – wikipedia
3. Gaussian beam – Youtube

苏州纳米所综合培训

2018年12月6日-8日,参加了苏州纳米所综合培训。

官方网络资料:新用户培训资料下载

周四(6日)
下午14:00高铁从上海出发,转苏州地铁2号线,到达苏纳所,去纳米加工平台B618找柏燕,缴费报名,600元。

周五(7日)
上午9:00,在纳米加工平台B616综合培训,就是念PPT,和下载的资料一样。
上午10:30,参观净化室,共4层。
下午13:30,理论考试,机考,当场出分。
下午15:00,净化室清洗间理论培训,看了三个视频,包括基本常识、有机、无机。根据理论考试通过人数,安排清洗间操作考核。

周六(8日)
下午13:30,清洗间操作考核。考试用水代替实际溶液,无大错(器皿选择、防护穿戴、废液稀释、废液分类),比较容易。

理论考试的我的错题(加粗为正确答案)

  • 下面哪个不是乙醇的禁配物:A强氧化剂 B酸类 C碱金属 D碱类
  • 下面哪个对硝酸描述不对:A易挥发 B见光分解 C与水混溶 D透明或胶状液体
  • 在超净104实验室有一个消防栓:错误
  • 以下关于工艺预约时间描述正确的有哪几项:A晚上的工艺需要在5点之前预约 B晚上的工艺可以和白天一样随时预约 C周末的工艺需要在星期五下午4点预约 D 周末工艺可以在周六早上9点之前预约 E中午12:00-13:30的工艺,在11:50之前预约即可

Decade 与 Octave 电子与音乐

电子技术中的频谱(幅频、相频)常用decade对数坐标,横轴是频率的对数坐标,纵轴是增益的dB表示。

考虑幅度时,幅值增益通常$10\log_{10}\frac{a}{b}$

由于功率是幅值的平方,功率增益通常 $10\log_{10}\frac{a^2}{b^2} = 20\log_{10}\frac{a}{b}$

举例,常见的3dB点,$3dB = 10\log_{10}\frac{a^2}{b^2}$
$\frac{a^2}{b^2} = 10^{\frac{3}{10}} = 1.99526…$
功率变为原来的一半,幅值变为原来的$\sqrt{2}$倍

另外有octave对数坐标,则是借用音乐中的八音度
$n=\log_{2}(\frac{f_1}{f_2})$
当n=1,为八音度

十二平均律,将八度音的频率分为十二等分,即是分为十二个等比级数,也就是每个音的频率为前一个音的2的12次方根($\sqrt[12]{2} = 2^{1/12}$)

20dB/decade = approx. 6dB/octave
10dB/decade = approx. 3dB/octave.

参考:
1 八音度
2 什么是倍频程
3 Decade(log scale)
4 Octave
5 dB/dec 与 dB/oct
6 十二平均律

超临界干燥技术

临界点干燥技术是扫描电镜生物样品制备的常用方法。

首先利用无水乙醇等对生物样品脱水,接着利用液体二氧化碳置换乙醇,然后通过升温加压,使二氧化碳达到临界状态,随着二氧化碳的缓慢排出,样品被干燥。

当二氧化碳达到临界状态时,气液界面消失,因而由液体的表面张力在样品干燥过程中造成的样品伸缩降到最小,有利于样品形态结构的保存

临界点干燥是应用最为普遍的一种干燥方式,其基本原理为利用物质在特定的温度和压力下可达到液气相并存的特性,使物质之液相与气相之界面消失,物体在此状态下干燥,可避免表面张力的改变,而保存物体原本的细微构造, 此特定温度与压力即所谓临界点 (critical point)

通常每种物质均有其特定的临界点,而被用来作为临界点干燥的物质称为转换液 (transitional fluid),欲干燥的样品必须完全浸泡于其中。 一般最常使用的转换液为液态二氧化碳,此乃由于二氧化碳的临界点较低较容易达到,且在生物标本能容忍的范围内。

参考:
臨界點乾燥技術
超临界流体
临界点干燥仪
临界点干燥(Critical Point Drying, CPD)

直流耦合和交流耦合的区别

使用电压放大器或锁相放大器时,通常需要选择输入信号的耦合方式,这里介绍一些直流耦合和交流耦合的区别。

按照官方手册里的说明:

The COUPLING pushbutton selects the method of connecting the A and B inputs to the amplifier. The inputs can be AC (0.03 Hz – 3 dB) or DC-coupled, or the inputs to the amplifier can be internally grounded with the A and B input BNC’s left floating. This feature makes for simple offset nulling, particularly useful when operating the amplifier DC-coupled at high gains. Please refer to CALIBRATION AND REPAIR — OFFSET ADJUSTMENT for information on the offset nulling procedure.

NOTE: When the coupling is set to AC, a 0.03 Hz cutoff high-pass filter is always engaged. All high-pass filter modes can still be selected while AC-coupled, but the 0.03 Hz filter will always be in, even if the filters are set to DC. Because one of the two filter sections is always used as a high pass when AC coupling is selected, low-pass filters are only available with a 6 dB / octave rolloff.

This key selects the input coupling. The signal input can be either AC or DC coupled. The current input is coupled after the current to voltage conversion. The current input itself is always DC coupled (1 kΩ to virtual ground).
The AC coupling high pass filter passes signals above 160 mHz and attenuates signals at lower frequencies. AC coupling should be used at frequencies above 160 mHz whenever possible. At lower frequencies, DC coupling is required. AC coupling results in gain and phase errors at low frequencies.
Remember, the Reference Input is AC coupled when a sine reference is used. This also results in phase errors at low frequencies.

直流耦合就是直接的导线连接,包括通过像电阻之类的线性元件的连接。
它适用于对包括直流分量的信号的放大电路中。在直流耦合电路中,各级电路的静态工作点是互相影响的
一级的工作点改变了相邻的二级也会受到影响。因此不能单独地调整工作点电流和电压。

而在交流耦合直流不耦合的电路中各级电路是用电容或者是电感隔离开的。
因此静态工作点是独立的,调整静态工作点比较容易。直流耦合中因为各级的输入和输出阻抗是一定的,不好作阻抗变换,直接耦合时高效率匹配就很难做到。
而在交流耦合电路中用线间变压器就很好地进行阻抗变换实现高效率的匹配。特别是选频放大电路中普遍采用的LC谐振电路更是极大地提高了电路的效率。

参考:
入門篇-耦合Coupling AC/DC/GND差別在哪
直流耦合-百度百科