在新一代储能领域中，相比于传统的有机液态电池，全固态电池具有安全性高、能量密度高和循环寿命长等优势，对其电解质的研究更是关注的重点。有机-无机复合固态电解质结合了无机固态电解质高强度、高稳定性、高离子电导率与聚合物固态电解质的质软、易加工的优势，是目前最有潜力的电解质体系。对锂离子固态电解质的基础进行了简介，并着重对有机-无机复合电解质存在的问题(离子电导率、固固界面、电化学窗口及两相相容性)及优化策略进行总结，最后对复合电解质面临的关键挑战和未来发展趋势进行了展望。

针对单目相机无法感知三维深度信息、双目立体视觉在被测物表面特征不明显时存在局限性以及PID控制器参数整定不理想等问题，将线结构光技术应用于柔性臂的振动检测，并利用细菌觅食算法优化的PID对其进行振动控制。首先搭建了线结构光视觉测振系统，建立了数学模型，完成了视觉标定，验证了该方法的可行性与准确性；然后利用细菌觅食算法对PID控制器进行了参数优化，与经验整定法进行了仿真效果对比；最后进行了柔性臂振动主动控制实验。实验结果表明，针对柔性臂的一阶模态振动，利用经验法整定的PID控制方法平均控制效果为25.65%，而利用细菌觅食算法优化的PID控制方法平均控制效果为39.32%，验证了细菌觅食算法优化PID控制器参数的优越性。

为解决振动主动控制系统中接触式测量影响结构特性以及PID控制参数整定不理想的问题, 提出利用机器视觉技术测量结构振动, 并结合人工鱼群算法优化的PID进行振动控制。首先, 选择刚柔双关节机械臂作为研究对象, 搭建实验平台并设计正交试验, 探究刚柔耦合机械臂振动情况, 并确定振动控制中电机参数的设置; 其次, 利用CCD相机采集机械臂末端标记点振动图像, 并处理得到振动位移, 将其作为控制系统输入; 最后, 选择人工鱼群算法对PID控制器参数进行优化, 控制器输出信号经输出卡转化为控制电压, 再经功率放大器放大, 驱动压电作动片实现振动控制。实验结果表明, 相较于传统参数整定PID平均44.06%的控制效果, 优化后的PID算法平均控制效果可达到57.54%,验证了基于视觉测振的优化PID控制系统的可行性和优越性。

在振动位移的机器视觉测量方法中, 振动处标记点图像的分割作为处理过程中的关键, 其分割结果直接影响最终的测量精度, 但由于标记点图像中目标像素数目过小的特点及测量干扰因素, 传统的Otsu阈值分割方法及相关改进算法的分割效果均不理想。为得到更优的分割算法, 首先探讨了相关改进算法分割脉冲噪声、强光及阴影干扰下标记点图像时存在的问题, 然后提出了一种基于阈值与目标波峰之间灰度分布信息的改进Otsu算法, 在相关改进算法的基础上, 将阈值与邻近目标波峰之间灰度值的差值及二者的像素数量之和在总体中的比例共同作为权重, 最后进行多幅复杂干扰情况下标记点图像的分割实验和振动位移测量实验, 实验结果表明, 改进的算法在干扰下依然能对标记点图像进行有效分割, 且目标的位置偏差值总体优于其他算法, 同时准确地实现了振动位移的测量。

为解决压电振动能量收集结构难以同时满足宽频带、三维、高效采集等要求的问题, 提出一种以Z型梁代替集中质量块的压电振动能量收集结构。通过Z型梁引入非线性质量, 使收集器在低频范围内集中更多模态, 拓宽采集频带。利用Z型梁结构的纵向和横向不稳定性实现收集器的三维度能量采集功能。分析了Z型梁在宽度增加后的动力学特性, 探讨了压电片阵列排布的采集性能, 并建立仿真模型和搭建实验平台, 与螺旋形梁结构和经典悬臂梁质量块结构的动力学特性进行了对比。仿真及实验结果表明: 当梁折叠层数为7层时, 频率在50 Hz以内的模态数量达到了9个, 在1~100 Hz间隔1 Hz的谐波激振下, Z型压电梁正向的采集电压-频率曲线峰值多达4个, 且主要集中在0~40 Hz, 最大开路电压达到16 V, 大大拓宽了采集频带; 横向和纵向的最大开路电压峰值均在10 V以上, 横向和纵向的采集电压-频率曲线峰值数量均大于4个, 实现了三维度能量采集, 负载10 kΩ时最大输出功率达到了0.18 mW; 在Z型梁宽度增加到100 mm时, 在200 Hz范围内模态数大于30个, 双贴片串联采集电压曲线峰值多达4个, 最大电压达到了14 V, 验证了Z型梁适用于压电片阵列排布。

多字典学习的图像超分辨率重建过程中常见的K均值聚类、高斯混合模型聚类等方法会导致图像的重建质量欠佳且不稳定,针对这一问题提出一种新的基于层次聚类的图像超分辨率重建算法;首先对样本图像块提取特征并进行层次聚类,经改进的主成分分析方法训练得到K个字典,然后将测试图像裁切成若干图像块,并分别自适应匹配最合适的字典进行图像块重建,最后对整幅图像进行优化,以实现全局重建。结果表明:所提算法具有较高的可行性,能有效改善图像的重建质量;与传统算法相比,所提算法重建图像的峰值信噪比和结构相似度均有所增大。