针对信号调制与传输特点, 设计搭建了一种由两个不同驱动频率声光调制器组成的外差干涉系统, 双路光强调制避免了由声光调制引起的衍射级次混叠和频移漂移等影响, 采用双路调制最后输出由两个+1级衍射光干涉形成的拍频信号, 消除了级间干扰; 同时系统良好的共线性和对称性, 极大地减小了外界环境噪声对测量精度的影响, 提高了检测精度。基于折射率改变引起的相位变化信息进行检测及处理, 通过测量不同百分比浓度的溶液, 并对系统的相位特性进行了研究, 提出一种溶液浓度检测的新方案, 并对激光漂移和调制强度对测量系统的影响进行了分析。实验结果表明, 该检测系统能够较好地通过对信号相位差改变信息的处理完成对溶液浓度的检测, 在0.1%~0.5%范围内, 最大相对误差约为8.0%, 为光外差干涉溶液浓度测量系统小型化设计和制造提供了参考。

为促进LIBS技术在微量重金属元素检测以及核污染检测领域的应用, 提高检测灵敏度和准确性, 采用了激光双脉冲LIBS技术和光电双脉冲LIBS技术, 分别对土壤和二氧化硅中的铀元素进行分析。 首先, 对激光脉冲能量、 电压和采集延时等参数进行优化, 提高铀元素特征谱线的强度和信噪比; 然后在优化实验参数条件下, 对含不同浓度铀元素的土壤样品和二氧化硅样品进行激发; 选取UII 367.01 nm、 UII 454.36 nm两条铀元素的特征谱线作为分析线, 通过铀元素浓度与特征谱线强度的线性关系, 建立定标曲线。 双脉冲激光激发条件为: 激光脉冲1作为预脉冲, 主要参数为1 064 nm, 90 mJ, 9.2 ns, 激光脉冲2作为再加热脉冲, 主要参数为355 nm, 50 mJ, 8 ns, 两个脉冲的时间间隔800 ns, 光谱采集相对第二个脉冲延时1 μs, 得到铀元素在土壤和二氧化硅两种样品中的浓度检测下限分别为572和110 mg·kg-1, 拟合优度值R2分别为0.958和0.999。 在光电双脉冲激发条件下, 激光脉冲作为预脉冲, 主要参数为355 nm, 50 mJ, 8 ns, 高压电脉冲作为再加热脉冲, 主要参数为3 900 V、 方波、 脉宽50 μs, 两个脉冲的时间间隔1 μs, 得到铀元素在土壤和二氧化硅两种样品中的浓度检测限分别为108和64 mg·kg-1, 拟合优度值R2分别为0.991和0.997。 研究结果表明: 在相同激发条件下, 铀元素的特征谱线存在明显的基体效应, 在二氧化硅样品中具有更高的光谱强度、 更低的检测限和更高的拟合优度值; 相比于激光双脉冲, 光电双脉冲能显著增强铀元素特征谱线的强度、 稳定性和提高信噪比, 且光电双脉冲系统的光路更简单, 这对于LIBS技术的发展以及应用具有重要参考意义。 该研究方法和研究结果可为土壤重金属污染检测、 核泄漏时土壤和气溶胶的应急监测提供技术支持。

直流电机具有调速范围大、启动转矩大和易于启停等优点，特别适合用在调速要求高的场合。传统PI算法直流调速控制在负载变化情况下需要调整参数，难以自适应。针对此问题，设计了一种模糊自适应PI控制器，该控制器通过对误差及误差变化的识别进行模糊推理，实现对控制参数的在线整定，以达到优化控制的目的；同时，利用Matlab对实验数据进行了拟合。结果表明，模糊PI控制算法比传统PI控制算法能有效地改善系统的动态性能和稳态性能。

随着1394总线在机载领域的广泛应用, 出于低成本和灵活性考虑, 地面配置、仿真、测试、监控和试验等环节急需建立一套完整的1394总线信号质量测试系统。可靠的总线信号质量测试系统可实现产品的模块级和系统级信号质量测试, 同时最大程度地缩短系统研制周期, 节省开发成本。提出一种1394总线信号质量测试系统的设计方案, 在充分理解1394总线协议的基础上, 分别从硬件架构、软件构架和测试构型方面介绍了1394总线信号质量测试系统的设计与实现, 为基于1394B总线通讯的机载设备开发和验证提供可靠的技术保障。

基于传统光干涉甲烷检测仪,可以根据干涉条纹的位移量判断甲烷气体的浓度是否存在危险,而快速、准确地提取干涉条纹的中心线便可降低测量误差提高准确度。在考虑到光源、检测环境等因素的基础上,通过现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array, FPGA)对图像进行预处理。首先对图像进行灰度化转换,并选用中值滤波对其进行降噪处理,然后进行二值化处理,最后选用骨架细化法提取条纹中心线。实验结果表明,该方法可有效实现对矿井中甲烷浓度检测精确度的提升,满足其实时性和准确性的要求。

为了更好地解决电机转速测量及转向识别的问题,利用光耦计数器和Arduino控制器,在电机上安装码盘,通过测量码盘黑线的遮光次数来判定电机的转速,并利用双光耦原理来判断电机的正反转,最终将结果显示在LCD12864显示屏上。实验结果表明该系统结构能简单地判断电机的正反转,尤其是在提高测速稳定性与可靠性、降低测速成本等方面具有参考价值及应用前景。

介绍了位置敏感传感器（Position Sensitive Detector,PSD）的基本原理及特性,设计了一种基于一维PSD探测器的位移测量系统。针对PSD只与光的能量重心有关、光敏面无死区、可连续测量光斑位置的应用特点,设计了PSD后续的信号处理电路及上位机显示系统。单片机（MCU）通过ADS7825UB采集PSD输出的位置信息,经过处理后由USB接口传给上位机,上位机控制面板可控制数据采集,并进行位移值显示,从而完成对位移的测量。实验结果表明,测量分辨率可达0.1 μm,测量误差在±6 μm内,可在位移测量领域推广使用。

阐述了冗余控制的概念和类型。针对冗余控制原理提出了一种机载电子设备冗余设计方法, 包括硬冗余设计方法和软冗余设计方法, 并分别对硬冗余和软冗余的工作原理进行了详细叙述。最后, 对采用冗余设计的电子设备的可靠性进行了分析。结果表明, 冗余设计方法能明显提升电子设备的任务可靠性, 应用于机载电子设备, 能适应机载电子设备高可靠性的作战要求。

以单束正交线偏振光为光源, 利用角向偏振显示器, 采用CCD摄像机进行图像采集, 利用Matlab软件进行图像处理, 设计了一种由He-Ne激光器、角向偏振显示器组成的偏振光偏振方向显示系统, 并研究了其角度特性.实验结果表明：系统在起偏器的起偏角分别为0°、90°、180°、270°、360°时, 角向偏振显示器偏振显示角度的测量准确度分别为0.480°、0.168°、0.528°、0.421°、0.340°, 测量精确度分别为0.208°、0.576°、0.660°、0.603°、0.466°, 测量数据拟合曲线的线性相关系数为0.999.结合1/4波片, 检偏器和分光比为50:50的分束器, 构建了椭圆偏振光测量系统, 完成了椭圆偏振光测量实验, 椭圆率为0.198.