现有的定参数Bouc-Wen模型由于无法表征压电执行器迟滞具有的频移和时变性, 极易产生较大的模拟误差。为了精确地模拟压电执行器的迟滞特性, 本文建立了压电执行器的Bouc-Wen模型, 并采用递推最小二乘在线辨识方法来实时辨识Bouc-Wen模型的参数。为了避免出现数据饱和现象, 使用限定记忆来限定辨识方法所使用的数据组数。为验证该辨识方法的有效性, 建立了相应的实验系统对其进行实验验证。实验结果表明, 限定记忆递推最小二乘在线辨识方法能使Bouc-Wen模型也呈现频移和时变特性。以100 Hz的驱动电压为例, 其最大绝对模拟误差从1.38 μm降为051 μm。因此, 与传统的离线参数辨识方法相比, 限定记忆递推最小二乘在线辨识方法能够有效地提高Bouc-Wen模型的模拟精度。

设计了一种新的基于转镜的光电触发装置。电机带动反射镜转动，形成转镜，激光光线经转镜反射形成扇形光幕，利用光电接收装置接收经被测目标和转镜两次反射的反射激光，产生触发信号，由采集模块对触发信号进行采样，将模拟信号转化为数字信号，并通过传输模块传送到被控设备，实现触发。

为了实现区域内快速运动微小目标的激光辅助照明，提出了利用转镜与点激光器组成扇形激光辅助照明系统的设计方案。详细论述了转镜面数、外接圆直径及转速与激光照明光幕的关系。给出了该激光照明系统下目标被照亮部分的平均激光功率密度与点激光光源功率、激光扫描速度、点激光发散角、相机曝光时间和目标与激光光源距离之间关系的计算公式。仿真和缩比实验结果显示，由转镜和点激光器组成扇形激光照明系统的设计方案是可行性的，而且给出各参数之间关系的计算公式是正确的。该扇形激光照明系统可以用于视觉测量的辅助照明，达到了预期的效果。

为了模拟WTYD型压电陶瓷微位移器的输出位移与驱动电压之间的迟滞曲线，通过采用Bouc-Wen模型模拟迟滞分量，提出了一种表征WTYD型压电陶瓷微位移器的输出位移与驱动电压之间迟滞关系的Bouc-Wen模型并建立了相应的参数辨识方法。为了验证Bouc-Wen模型及其相应的参数辨识方法的有效性，建立了相应的实验装置并对模型进行了实验验证。研究结果表明，Bouc-Wen模型的最大绝对误差为3.78 μm，最大相对误差为5.79%，表明Bouc-Wen模型及相应的参数辨识方法能较好地模拟WTYD型压电陶瓷微位移器的迟滞特性。

在水下环境中，由于存在着水体对光线的吸收以及照明不均等原因，水下图像具有信噪比低、边缘模糊等特点。如果直接使用传统的分割方法，对水下图像进行处理后的效果较差。传统的基于最大熵原理的阈值法尽管能实现某些特定的分割任务，但是其时效性较差。而粒子群算法(PSO)是一类随机全局优化技术，该算法简单易实现，可调参数少。因此将群体智能中的粒子群优化算法应用到图像分割中。新方法在重新定义模糊熵的基础上，根据最大熵原理，利用粒子群算法来搜索分割阈值。相对于传统的利用穷举法来搜索分割阈值的算法，新方法大大减少了计算时间，提高了效率。通过对水下图像处理实验证明，该算法对简单背景的图像分割是有效的，和传统分割方法相比，具有更强的自适应性和抗噪性能。

提出了一种新的连续半导体激光器(LD)驱动电源设计方案,该方案融入FPGA技术,采用日立SH系列单片机HD64F7045为控制核心,实现了高稳定度的激光器驱动和温度控制.LD驱动单元中,应用负反馈技术分别实现注入电流IF、驱动电压VF和光功率的高稳定控制,还采取了软启动控制、短路开关和限幅保护的措施,有效地保证了LD的安全.LD温度控制单元中,采用了比例积分(PI)控制技术并结合积分分离的思想,实现对LD温度的高稳定度的控制.实验表明,注入电流的稳定度达到10-4量级,温度稳定度优于±0.01℃,性能比以往的同类系统提高了一个数量级。

温度特性是影响半导体激光器(LD)特性测试准确性的重要因素,对LD温度控制技术的研究有着重要的意义.在分析了LD的温度特性的基础上,提出了一种高稳定温度控制的设计方案,并从几个方面讨论了保证LD高稳定温度控制和保证温度信号检测、传输精度的方法.实验结果表明,在10℃～40℃范围内温度稳定度为±0.01℃,在25℃时稳定度达到士0.005℃,从而为LD的准确测试提供了有效的保证.此系统稍加改动即能广泛应用于各类LD的控温系统.

介绍了光信号在光纤传输中衰减的原理,设计了光纤衰减特性的测试系统.此系统采用现场可编程门阵列(FP-GA)进行模块控制,实现了高实时性和大吞吐量的数据采集与处理.并利用小波变换对采样数据进行去噪声处理.对光纤样品测量的实验结果表明,系统能有效检测光纤的损耗,同时具有实时性高、响应速度快、重复精度高等优点.