系统标定是光栅投影测量系统中的关键一步。将投影仪看成相机的类双目系统标定方法具有操作简单、精度高、可靠性强的优势。在此系统标定方法的基础上, 提出一种提高测量系统精度的系统标定方法。根据提取的标定板上圆标识的圆心坐标, 利用计算机生成含有相对应十字标识的图像, 用于相机标定, 可避免圆标识轮廓对角点提取的影响, 从而提高相机标定精度。同时, 推导快速求取投影仪伽马的表达式用于相位校正, 可建立投影仪像素与相机像素精确的对应关系, 从而提高投影仪标定精度。结合投影仪和相机的标定结果, 建立统一的世界坐标系完成整体系统的标定。实验结果表明: 采用上述标定方法, 可将投影仪和相机标定精度分别达到0.25 pixel和0.15 pixel; 同时测量了一个长方体, 精度达到0.142 7 mm。

为解除现有非均匀条纹解相位方法对系统测量精度的限制, 提出一种非均匀条纹的二值时空编码解相位方法。由标准非均匀条纹的截断相位反求截断相位分界线, 对分界线进行二值编码与解码。采用四步相移法, 只需三幅辅助编码图像即可准确获得非均匀条纹的绝对连续相位。建立非完全约束系统, 利用二次多项式拟合绝对相位与物体深度关系, 通过仿真实验与现有方法比较, 拱桥形物体各对称点高度差值的均值和均方差分别降低了65%和51%; 长方体测量误差的均值和均方差分别降低了95%和90%; 同时, 利用该方法对实际长方形物体表面进行测量, 与三坐标测量仪的测量结果比较, 平均误差仅为0.64%。实验结果表明: 所述方法可提高非均匀条纹相位展开质量, 在减少投影图像幅数的情况下, 提高测量精度。

针对投影仪标定方法中存在畸变及倾斜投影引起条纹周期、条纹级数变化的问题, 提出一种单周期条纹双四步相移投影仪的标定方法.设计生成横向和纵向各两组单周期条纹图像, 经投影仪投影到带有圆形标识的标定板上, 相机同步采集标定板图像, 叠加由双四步相移获得的两幅相位主值图, 对叠加相位主值图相位展开, 利用展开的绝对相位值计算投影仪像素坐标值, 最终将投影仪标定转换为成熟的相机标定.实验结果表明: 仿真投影仪标定实验准确度的最大重投影误差约为0.4 pixel, 均方根误差为0.132 96 pixel; 实际投影仪标定实验准确度的最大反投影误差约为0.46 pixel, 均方根误差为0.143 12 pixel; 实验结果与仿真结果的最大反投影误差相差15%, 均方根误差相差7.6%.与现有的采用三频相位展开进行投影仪标定的方法相比, 投影光栅图像数可减少8幅.该方法改善了现有投影仪标定方法的不足, 标定准确度和标定效率均得到提高.

提出了一种快前沿充电型磁压缩发生器,采用高耦合系数脉冲变压器和无串接二极管型原边绕组设计,降低了变压器的杂散电感,可以对磁压缩电路进行快速脉冲式充电,有利于减少磁压缩装置的级数和体积。采用T模型对快前沿变压器充电型磁压缩器的电路进行了等效变换,分析了系统设计的原则。结果表明：系统的等效压缩增益远大于1；磁开关应选用高导磁材料。满足上述条件,磁压缩装置的充电效率和预脉冲现象才能获得理想值。研制了一台快前沿变压器充电型磁压缩脉冲发生器,3 nF电容负载上获得前沿时间为990 ns、幅值为50 kV的脉冲,预脉冲约2 kV,磁压缩器的电压效率为98%。

利用传输线等效放电模型对层叠Blumlein线的脉冲叠加特性进行了分析。结果表明: 外部短路阻抗是降低层叠Blumlein线脉冲叠加效率的主要因素,其中,短路电感产生输出波形平顶的衰减,相对衰减量取决于叠加级数以及短路等效电感与传输线电感之比,短路电容产生输出波形前沿的慢化,前沿慢化的相对值取决于叠加级数以及短路等效电容与传输线等效电容之比; 由于各级开关导通时间分散性的存在,输出波形的前沿及后沿皆呈阶段状,相当于产生了时间量等于开关导通分散性时间的前沿及后沿慢化现象。增加传输线外部的短路阻抗、减小多开关的导通分散性是提高层叠Blumlein线的脉冲叠加效率、改善输出波形的有效途径。

采用平板线加载的陶瓷电容型脉冲形成网络(PFN)构成了单开关调制的层叠Blumlein线发生器。采用传输线理论对短路寄生传输线的短路特性进行了理论分析，结果表明，短路寄生传输线的阻抗可以等效为耦合电感在主传输线的放电频率下产生的感抗。Pspice软件模拟表明，层叠线Blumlein线的电压叠加效率随耦合电感增加而增加。提出了一种磁环增感方法，在4级层叠Blumlein线上实现了3.1倍的脉冲电压叠加。

从理论上分析了周期性矩形刻槽对喇叭天线输出窗真空侧次级电子倍增的影响。采用动力学方法分析得到电子沿介质窗表面运动的渡越时间和碰撞能量, 验证得到一定尺寸的矩形刻槽介质窗可以有效抑制次级电子倍增效应。在此情况下, 对比了刻槽和不刻槽两种输出窗的辐射特性, 发现周期2 mm、宽度1 mm、深度1 mm的矩形刻槽对介质窗辐射特性的影响可以忽略。

利用拉普拉斯变换求解两级同轴Blumlein线对负载的放电过程，得到了纯电阻负载上理想输出电压的解析表达式。分析了开关电感、负载电感及回路电感对负载主脉冲的影响。对PSpice模拟的结果与推测的负载电压表达式进行对比，两者符合得较好。分析结果表明：脉冲的前沿主要是由开关电感决定，而平顶幅值的变化趋势主要是由回路电感决定;开关电感越小，上升沿越小，回路电感越大;脉冲输出电压和能量传输效率越高。