1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京 100049
3 湖南省水稻研究所，湖南 长沙 410125
4 湖南省农业科学院，湖南 长沙 410125
针对目前农业种植选种应用对于带稃壳水稻种子活力分级检测的迫切需求，以及现有通用的糙米检测技术存在的问题，本文提出一种基于近红外超连续激光光谱的水稻种子活力透射光谱检测方法。首先，设计了种子活力近红外吸收光谱检测系统，测量了3种不同年份的带稃壳的水稻种子的近红外吸收光谱，结果显示，水稻种子的活力梯度与近红外吸收光谱的特征吸收峰值相关。然后，采用归一化、二阶导数校正法和正交信号校正相结合优化了种子光谱的预处理算法。最后，建立主成分分析(PCA)模型，对光谱进行降维，确定最佳主成分数目，应用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)建立了水稻种子活力分析鉴别模型。分析结果表明，本文设计的透射式吸收光谱检测系统结合PLS-DA判别模型可对不同活力的水稻种子进行分类，校正集和验证集的准确率分别为94.44%和95.92%，筛选后水稻种子的发芽率可达97.17%。研究结果表明，本文提出的基于近红外光谱信息实现水稻种子活力无损分级的方法可行，且具有较高的预测精度。
近红外光谱 种子活力 偏最小二乘判别分析 主成分分析 near-infrared spectroscopy seed vigor partial least-squares discriminant analysis principal component analysis
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
快速反射镜是空间相机中常用的像移补偿装置, 而支撑结构的机械特性将直接影响快速反射镜系统的响应速度及闭环带宽。以某近地轨道空间相机中的音圈电机驱动型快速反射镜为研究对象, 设计了基于十字型柔性铰链的两轴柔性支撑结构, 该结构具有空间利用率高、中心漂移小等优点。根据悬臂梁的挠曲线近似微分方程, 建立了柔性支撑结构两轴转动刚度的数学模型, 针对快速反射镜机构的谐振频率要求, 选择了柔性铰链的主要结构参数, 并利用有限元软件MSC.Patran对机构进行了模态分析, 分析结果表明, 快速反射镜机构在两个工作方向上的谐振频率分别为18.6 Hz和18.7 Hz, 而其他非工作方向上的谐振频率均在292.2 Hz以上, 证明了柔性铰链结构参数的选择具有合理性。为了检验理论模型的准确性, 加工了快速反射镜的样机并搭建实验平台, 对机构的转动刚度和谐振频率进行了检测, 检测结果与理论分析得到的结果在允许的误差范围内具有一致性。
结构设计 柔性支撑 模态分析 快速反射镜 转动刚度 structure design flexible support modal analysis fast steering mirror rotational stiffness 红外与激光工程
2019, 48(12): 1214005
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 长春工业大学 机电工程学院, 吉林 长春 130012
研究了空间相机调偏流机构运动公式的提取方法, 以便提高运动机构精度, 改善空间相机成像质量。分析了调偏流机构测试数据的分布规律, 建立了它的分布规律模型。采用对角频率ω一维搜索的三参数三角函数拟合方法, 对测试数据进行了最小二乘拟合, 并研究分析了首次拟合残差的分布规律, 提取并修正了其中的系统误差分量, 从而进一步提高了拟合精度。试验结果表明: 使用上述方法提取调偏流机构运动公式后, 调偏流系统控制精度优于30″, 与最小二乘拟合结果(最大拟合偏差20.5107″)相符, 同时满足系统控制要求, 不仅实现了高精度的偏流角控制, 还降低了对零部件加工、装配的要求和制作成本。
空间相机 调偏流机构 曲线拟合 最小二乘法 space camera drift adjusting mechanism curve fitting least square method 光学 精密工程
2014, 22(12): 3342
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
针对大口径反射镜柔性支撑结构中柔性槽根部的应力集中问题, 提出将NiTi记忆合金丝复合于柔性槽周边的结构方案, 借助其预应变产生的拉应力来降低柔性槽根部的应力并保证支撑结构柔性。首先, 建立了柔性槽根部的应力分布方程, 得出了柔性槽危险截面位置。然后, 建立了NiTi合金丝的一维本构方程, 设计了桥型和U型两种复合方案, 并对其进行了有限元分析。结果表明, 采用U型复合的柔性支撑结构的应力改善明显优于桥型复合结构, 且对结构柔性影响较小。以NiTi合金丝的拉力F为设计变量, 以支撑结构的最大应力p及变形量δ为优化目标, 对U型复合结构进行了参数优化设计。优化结果表明, 在F为200 N时有最优解, p由76 MPa降到37.9 MPa, δ由0.031 mm微降到0.028 mm, 并且最大应力位置偏离柔性槽根部危险区域。对所提出的U型复合方案进行了随机振动试验, 试验结果表明, 该应力补偿设计有效降低了柔性支撑结构的最大应力。
大口径反射镜 柔性支撑 应力集中 记忆合金 应力补偿 large aperture mirror flexible supporting stress concentration Shape Memory Alloy(SMA) stress compensation 光学 精密工程
2012, 20(10): 2161
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所， 长春 130033
根据空间电子设备机电热一体化设计思想，设计了高分辨率空间光学遥感器的控制器，以验证一体化设计的优势和效果。概括了空间电子设备的一体化设计流程。针对空间光学遥感器控制器的研制提出了相应的一体化设计原则。说明了控制器的各电路板和大功率元器件的设计方案。通过热、力学仿真分析和试验手段对设计方案进行了验证。结果表明：控制器元器件的最高壳温在51℃以内，整机的前三阶模态均高于100Hz。设计方案完全满足热控、刚度等设计指标要求。
应用光学电子学 空间光学遥感器 控制器 一体化 applied optoelectronics space optical remote sensor controller integrated design
