为了降低室内电力线通信和可见光通信(PLC-VLC)系统的复杂度并提高系统的稳定性, 提出一种改进的基于正交频分复用(OFDM)的PLC-VLC混合网络系统, 通过改进双PLC调制器和发光二极管(LED)结构, 降低传统混合网络系统的复杂度。搭建了PLC-VLC混合系统的仿真平台, 对系统中信号的频谱图、眼图和误码率性能进行仿真分析。仿真结果表明, 所提改进的基于OFDM的PLC-VLC混合网络系统中电信号与光信号转换基本不失真, 信号传输准确率较高, 系统性能良好。

为了提高可见光通信(VLC)/WiFi异构网络中的资源利用率，提出了一种动态比例公平(PF)算法。该算法通过引入补偿因子α来优化用户的优先级。首先，理论推导了VLC/WiFi异构网络的吞吐量、资源利用率和公平性指数等关键性能指标；然后，使用Matlab软件进行仿真，构建了一个VLC/WiFi异构网络系统；最后，将动态PF算法、PF算法以及最大载干比(Max C/I)算法在吞吐量、资源利用率、公平性以及访问延迟概率等方面的性能进行了对比。仿真结果表明：动态PF算法的吞吐量高于PF算法，并且远高于Max C/I算法；这3种算法的资源利用率均较高，均不低于0.96；动态PF算法的公平性指数约为0.97，优于其它2种算法，并且访问延迟概率较低。

针对板球系统PID控制震荡严重、人工整定PID繁琐以及动态品质差等缺点, 研究了小波神经网络(WNN)辨识和WNN-PID自整定参数相结合的方案。首先, 针对板球强耦合特性, 通过拉格朗日方程建立了由两部分组成的板球系统模型; 其次, 为了克服PID人工整定繁琐和稳定性差等问题, 构建了WNN-PID控制器; 考虑到梯度下降法和固定学习速率容易陷入极值, 利用动量梯度和AdaDec算法, 加快了网络的训练速度; 然后, 利用Lyapunov稳定性理论验证了系统收敛性;最后, 通过Matlab仿真实验可知, 在板球系统中所提策略的稳定性和鲁棒性均优于常规PID和BP-PID策略。

复杂动态环境下自主避障能力已成为无人机亟待解决的关键问题。针对现有避障算法通过调向或调速进行规避障碍的缺点,基于速度障碍法,提出一种同时调向与调速的混合避障策略。首先,根据速度障碍法原理,判断无人机与动态障碍物是否存在飞行冲突; 然后,分别在单动态障碍物和多动态障碍物场景下,利用数学公式精确推导出无人机避障所需要调整的航向与速度大小之间的关系;最后,在目标函数的约束下,完成最优避障策略的求解。仿真结果表明,在单/多动态障碍物威胁下,所提算法具有有效性与高效性。

主动支撑系统能使大型光学望远镜的主镜具备面形控制及定位的能力, 单体镜面形主动控制技术及拼接镜共相位成像技术因而得到了迅速发展。回顾了近年来主动支撑系统及促动器在大型光学望远镜中的应用, 并对其进行了总结, 归纳出了几种常见的主动支撑系统及促动器, 比较了它们的特点, 陈述了主动支撑系统与促动器之间的内在联系。最后对未来应用于望远镜主镜的主动支撑系统及促动器进行了展望。

通过建立空间碎片自旋与非自旋模型, 分析了天基激光作用下碎片速度的变化规律, 在此基础上研究了激光辐照作用下空间碎片的变轨模型。通过仿真分析空间碎片的近地点与远地点高度的变化量在碎片运行轨道不同位置与高能脉冲激光作用的变化规律, 对比分析激光在不同辐照角度下与碎片作用时的降轨清理效果。研究结果表明: 天基激光清除空间碎片存在最佳作用区域, 降轨清理的最佳位置在初始真近角f=120°和f=240°位置附近; 激光作用碎片的辐照角度对碎片的降轨清理效果有较大影响, 激光在不同辐照角度与碎片作用时的降轨清理效果相对碎片轨道椭圆主轴具有对称性。

通过选取LEO区域中两种典型材料的小尺度空间碎片, 分别建立了相应的强激光与靶材的冲量耦合模型, 研究了高能脉冲激光与靶材作用下碎片速度的变化规律。在此基础上建立了激光辐照作用下小尺度空间碎片的变轨模型。通过仿真分析, 对假定功率激光器作用下两种典型材料空间碎片轨道参数的变化规律进行了数值模拟, 并讨论分析了碎片自旋角速率及不同功率的激光器对碎片清理效能的影响规律。研究结果表明, 在假定功率的天基平台激光器作用下能在一个飞行周期内辐照两种典型材料碎片达到降轨清除效果, 为天基平台激光清除空间碎片技术的应用提供了必要的理论基础。

为了研究小尺度空间碎片的降轨特性, 建立了空间碎片自旋与非自旋模型, 理论分析了地基激光作用下碎片速度的变化规律, 在此基础上研究了激光辐照作用下空间碎片的变轨模型。采用理论仿真的方法, 分析了在高能脉冲激光作用下空间碎片的近地点与远地点高度、半长轴及偏心率随初始真近角的变化规律。结果表明, 地基激光清除空间碎片存在最佳作用区域, 自旋碎片在初始真近角86°~151°范围内降轨效果最佳, 非自旋碎片在初始真近角130°~162°范围内降轨效果最佳。自旋空间碎片降轨效果明显优于非自旋空间碎片。

通过研究脉冲激光与铝靶碎片的膨胀运动以及冲量耦合的相互作用，仿真分析了铝靶碎片在等离子体作用下的速度和压力时空分布规律以及冲量耦合系数与激光功率密度之间的定量关系；在此基础上，建立了基于地基的脉冲激光辐照近地轨道小尺度空间碎片动力学变轨仿真模型，模拟研究了近地轨道小尺度空间碎片移除过程中轨道偏心率与近地点高度随激光脉冲数目变化的影响规律。结果表明：在最优冲量耦合系数作用下，当脉冲数目达到180次轨道偏心率为0.071时，基于此文的条件可实现近地轨道小尺度空间碎片的有效移除。预期成果可为高能激光移除近地空间碎片技术的应用提供技术指导。

为使某飞行设备携带的小型红外相机在宽温度范围及恶劣动力学环境下能够良好成像，开展了红外相机光机结构设计。首先对光学系统及整机工作环境进行了分析，确定了光机结构采用全铝机身; 其次对核心部件——主镜的支撑结构进行了详细研究，分析说明了主镜传统支撑方式的局限性，确定了主镜与支撑采用一体化设计的方案，该设计同样适用于次镜; 接着根据相机尺寸选择了主次镜间支撑结构; 然后根据光学系统设计了合理的遮光罩; 最后，对相机过载适应性、温度适应性及模态进行了有限元分析，分析结果表明：该小型红外相机的光机结构能够满足设计指标要求。