针对传统跟踪方法在严重遮挡情况下出现目标跟踪漂移和丢失的问题,在核相关滤波跟踪框架下提出一种长时间稳健的目标跟踪算法。在跟踪过程中引入包含遮挡信息的组合置信度测量方法,用于稳健更新。如果核相关滤波算法中置信度的结果表明目标被遮挡,则引入块均值漂移算法来跟踪目标。利用局部信息获取目标的最终位置。用OTB-13测试库中的8组视频序列测试算法的性能,相比传统的核相关滤波算法,精确度提高了0.7%,成功率提高了5.7%。测试结果表明在目标发生严重遮挡时,该算法仍具有较好的跟踪效果,能实现目标长时间稳定的跟踪。

分子振动谱广泛应用于化合物分子结构的测定、未知物的鉴定以及混合物成分的分析，是传感识别物质性质和特征的重要指纹。提出了基于石墨烯带阵列的分子振动谱传感模型，并采用数值仿真方法对模型进行了验证。结果表明，通过调节石墨烯带的化学势、阵列周期以及占空比，可以灵活地调控石墨烯带阵列的透射带宽；通过在检测区填充物质，发现透射谱的形状与被检测物的分子吸收谱一致，表明该传感器能够识别物质分子的振动指纹；透射谱的形状对检测区域填充物质的厚度不敏感，传感器的稳健性好。

证明了两块表面具有亚波长凹槽结构的金属板平行放置构成的褶皱金属结构平板波导与等离子体辅助平板波导存在相同点和不同点；并且设计了凹槽深度渐变的对称褶皱金属结构平板波导来实现传输模和表面模的相互转换。研究表明，由于在波导中间区域场分布和能量主要集中在褶皱表面，放入其中的理想导体圆柱不影响其场分布和传输特性，即深度渐变的对称褶皱金属结构平板波导具有隐形效应；褶皱金属结构平板波导阻带上边带截止频率随放入褶皱内样品的介电常数呈线性变化，能够用于介质传感；以柴油、液态石蜡和橄榄油等样品的检测为例，证实了其太赫兹传感特性。该工作对研究褶皱金属结构平板波导的应用，探索其在太赫波的传输、调控以及太赫器件研制等方面具有指导意义。

设计了一种基于Stewart构型的隔振系统用于空间光学载荷的在轨隔振并研究了Stewart构型的特点。首先, 使用牛顿-欧拉公式建立了隔振系统的理论模型, 根据该模型计算得到了隔振系统刚度、阻尼矩阵及各阶固有频率与主模态的数学解析式。然后, 以缩小隔振系统前六阶固有频率的分布范围为目标, 利用寻优方法优化了隔振系统的几何结构参数, 得到了用于六维被动隔振的最佳构型。最后, 分别使用有限元单元法及解析方法对隔振系统进行了模态分析, 得到隔振系统前六阶固有频率, 其理论分析值与有限单元法计算结果的最大误差为1.51%。为了论证所设计的隔振系统的有效性, 对隔振系统及光学载荷的耦合模型进行了复频响应分析, 得到3个平动及3个转动方向的复频响应曲线, 结果表明隔振系统能够将各个方向上高于10 Hz的振动衰减90%以上, 满足隔振要求。

针对超磁致伸缩致动器(GMA)在精密致动控制中存在的迟滞和位移非线性,提出了小脑神经网络(CMAC)前馈逆补偿结合模糊PID控制的新策略.通过小脑神经网络(CMAC)学习获得超磁致伸缩致动器动态逆模型用于对超磁致伸缩致动器迟滞非线性进行补偿;利用模糊PID控制降低小脑神经网络(CMAC)学习时的误差和抑制扰动,提高系统的跟踪控制性能,从而实现超磁致伸缩致动器的精密致动控制.仿真和实验结果表明:所采用的控制策略有效地消除了迟滞非线性的影响,系统的跟踪误差降低到了5%以下,而位移跟踪误差均方差仅为0.58.此外,这种策略的特点是学习和控制同时进行,控制系统能够适应被控对象动态特性的变化,使系统具有较强的鲁棒性,同时也能够有效地抑制外界的干扰,提升系统的自适应控制性能.

为了抑制空间光学载荷的振动,针对大口径、高分辨的光学遥感器设计了一种隔振器, 并研究了隔振器的主要结构参数和布置方式。首先, 使用有限单元法分析了隔振器主要参数与刚度特性之间的关系。然后, 利用BP网络预测隔振器的三向刚度, 搜寻了符合条件的隔振器的结构参数。结合光学载荷的一般结构形式, 提出一种对称辐射式布置方式, 建立了相应的理论模型, 并进行了仿真研究。最后, 设计、加工出了一套隔振系统原理样机, 并对其静态性能及隔振性能进行了测试实验。实验结果显示: 隔振系统的基频在5.31 Hz左右; 对高于25Hz的振动, 衰减可以达到20 dB以上; 仿真和实验结果之差在8%以内。得到的结果表明, 设计的隔振器可以有效降低空间飞行器传递给光学载荷的振动。