针对新型铁颗粒增强型氧化铝陶瓷涂层在激光熔覆原位制造过程中的热应力对涂层质量的严重影响，研究了激光诱导反应条件下钛合金表面原位制备单道复合涂层过程中的热力问题。采用代表体积元方法仿真计算该新型涂层的热力学参数。利用生死单元法与内部生热热源相结合的方法建立了激光诱导铝热反应热源模型，分析了不同工艺参数组合下涂层构件热应力分布规律。结果表明：热应力主要集中在涂层及其与基板的结合面处，涂层上沿熔覆方向的拉应力是导致涂层出现横向裂纹的主要原因。由于激光诱导铝热反应，涂层的裂纹以及残余应力随着激光功率和激光扫描速度的增加而增加。在激光功率600 W、扫描速度2 mm/s时，涂层裂纹最少；在扫描速度5 mm/s、激光功率300 W时，残余应力最小。

高空条件下太阳电池特性测试对于研究航天用太阳电池具有重要意义。本文提出了一种高空太阳电池I-V特性曲线测量方案，研究基于FPGA的硬件测试系统、并行数据采集测量方式和系统软件自动测量方法。提出基于混沌算法与遗传算法融合的太阳电池I-V特性曲线拟合算法。针对地面测试实验数据，利用太阳电池单二极管数学模型进行曲线拟合计算，结果表明混沌遗传算法优化结果适应度值为4.0289×10^-4，曲线拟合效果优于粒子群算法和遗传算法。

提出了一种基于3D点云深度信息的函数拟合与三角剖分相结合的方法，构建了高速滑动电接触构件的表面损伤特征提取模型，将损伤区域3D特征数据进行三角剖分，计算了构件表面损伤体积和质量。实验结果表明，该算法计算准确度可达97.3%。

针对高速滑动电接触导轨，研究了表面微小损伤快速检测及分类识别方法。基于激光扫描原理，构建了三维测量系统，用于获取导轨表面形貌的三维点云信息，并给出了一种基于点云深度映射颜色的方法，用于导轨表面微小损伤的检测。将三维点云数据经过去噪、滤波平滑、数据精简等预处理之后，根据所设定的深度基准平面，构建点云深度映射颜色模型，将点云深度信息映射为红绿蓝(RGB)信息，采用一维最大熵法设定最优颜色阈值，实现损伤区域的准确提取；采用二叉树模式识别方法，建立损伤分类模型，实现导轨表面微小损伤的识别与分类。结果表明，损失质量小于1 g 的微小损伤检出率达98%以上、微小质量损失检测精度可达毫克级；凹坑与划痕两大类损伤识别率达80%以上。

提出了一种基于小波变换的工件表面质量损失检测方法，采用二维激光扫描仪对工件表面进行测量，获取表面形貌信息，将测量到的三维点云数据类比于灰度图像中的像素点云，采用基于小波变换的边缘检测方法，提取工件表面损伤的特征，并对损伤区域进行定位，进而计算工件表面的体积损失及质量损失。针对钢材料工件表面的损伤，进行了检测实验研究。对钢材料表面质量损失检测验证了方案的可行性，实验结果表明待检工件的损伤质量检测精度可达毫克级，可用于大体积或大质量工件的表面损伤测量及材料性能的评估。

在高速滑动电接触过程中，接触表面会产生焦耳热、电弧等电气现象，导致接触温度发生突变，而温度是接触材料的导电性能及磨擦磨损的重要影响因素之一。提出了一种瞬态高温测量方法，用于测量高速滑动接触瞬间产生的温度变化。基于红外辐射原理，考虑大电流条件下的强电磁场测量环境，设计了相应的测量系统，主要包括光纤测温探头、隔离模块和高速采集模块。用黑体炉对该系统进行了标定，在高速滑动试验机上对该系统性能进行了实验验证，结果表明，该系统可对600℃~2000 ℃温度范围进行非接触有效测量，精度高、响应时间短，适用于高速滑动电接触等特殊环境下的瞬态高温测量。