针对电力物联网智能终端有限的存储、计算和通信资源，现有运行管理算法大多偏重于降低节点功耗，导致终端安全抗捕获的性能受限。为在保障电力物联网终端节点运行性能的同时提升抗物理捕获攻击能力，提出一种轻量级密钥管理方案。通过集中器节点部署增加管控中央区域，形成了一种新型的双层网格部署模型。基于新结构提出一种双阶段的密钥信息分配算法。各阶段根据各子区域节点数目设置 Blom矩阵空间的安全阈值，大幅提高了电力信息网络连通性和抗捕获性能。仿真结果证明，当被捕获终端比例为 5.5%时，该方案对应的通信链路失效概率较t-UKP和 SPECC方案最大降低 63%和 68%。

针对实测爆破振动信号存在噪声和CEEMDAN方法在去噪过程中容易造成信息缺失的问题, 考虑聚类分析方法具有良好的数据处理能力, 依据分解-聚类-重构的思想, 提出了CEEMDAN-K-means算法的爆破振动信号去噪方法。首先, 该方法通过CEEMDAN方法分解爆破振动信号获得不同数量级的IMF分量;然后, 利用K-means聚类分析算法将IMF分量为五个不同类别并采用方差贡献率校核;最后, 剔除高频噪声类别的IMF分量, 获得重构的纯净爆破振动信号。以某露天矿爆破振动信号为例, 采用信噪比和均方根误差指标, 评价了CEEMDAN-K-means算法信号去噪性能。研究结果表明: 与CEEMDAN方法和EMD-小波阈值方法相比, CEEMDAN-K-means信号去噪方法信噪比(20.06 dB)最大, 分别提高了1.26 dB和7.7 dB, 均方根误差(0.22×10-3)最小, 说明该方法不仅具有良好的信号去噪效果, 也具有较好的保真度。通过对比分析不同方法信号去噪效果可知, 在有效保留真实信号成分的基础上, CEEMDAN-K-means方法可以有效去除实测爆破振动信号包含的高频成分, 在爆破振动信号去噪领域具有实用性和有效性, 为爆破振动信号去噪方法研究提供了新思路。

压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限, 本文采用二级杠杆放大机构, 设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构, 实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消除了机构的寄生位移。基于伪刚体模型和拉格朗日原理对机构进行了动力学建模, 综合行程和固有频率性能优化了机构参数并进行了有限元仿真和实验验证。机构等效刚度和固有频率的理论模型和有限元仿真结果误差分别为6.4%和1.6%, 验证了理论模型的有效性。实验结果进一步表明, 所设计的快刀伺服机构可实现100 μm的输出行程同时具有730 Hz的固有频率, 验证了所设计机构用于快刀伺服加工的有效性。系统的闭环跟踪实验也验证了系统良好的跟踪性能。

从哈达码变换光谱成像仪成像原理出发, 对其光谱成像过程进行数学建模, 分析了哈达码模板调制引起光谱信息混叠和空间信息混叠的原因, 提出了一种根据光谱偏移量去除混叠的算法.采用自行研制的哈达码变换光谱成像仪进行了目标数据采集, 用提出的去混叠算法对目标数据进行复原, 得到目标的三维数据立方体, 有效去除了空间信息混叠和光谱信息混叠, 验证了算法的正确性.

运用两种光谱仪（SPAD-502叶绿素仪与Sunscan植物冠层分析仪）分析了华北平原不同耐热型春玉米品种的光合性能对灌浆期高温的光谱学特征响应。 田间试验于2011年—2012年在河北省吴桥县进行。 品种选用天玉198、 兴玉998与天润606, 设置2个播种期（4月15日与4月25日）, 于灌浆期测定3个光谱特征值, 即叶绿素相对含量（SPAD）、 叶面积指数（leaf area index, LAI）与光合有效辐射（photosynthetically active radiation, PAR）。 结果表明, 播种期4月15日与4月25日相比, 春玉米灌浆期≥33 ℃日最高气温的天数与日均温分别增加了3.5 d和0.8 ℃, 而日照时数、 降雨量、 气温日较差及生育期长短均相似; 天玉198与兴玉998、 天润606相比, 耐热指数（stress tolerance indices, STI）分别高2.9%, 11.0%; 根据STI由大到小的顺序, 将天玉198、 兴玉998与天润606分别定为耐热型、 较耐热型与不耐热型品种; 播种期4月15日, 天玉198比兴玉998、 天润606的产量分别高4.1%, 13.7%, SPAD分别高12.5%, 19.6%, LAI分别高5.3%, 5.6%, PAR分别高4.0%, 14.0%; 播种期4月25日, 产量分别高1.3%, 2.8%; SPAD分别高3.5%, 6.0%, LAI分别高1.7%, 4.1%, PAR分别高-4.4%, 0.9%; 三个品种在高温胁迫环境下产量差异显著, 耐热型品种具有显著的产量、 SPAD与LAI优势（p＜0.05）。 播种期4月15日相对于4月25日, 天玉198、 兴玉998、 天润606的产量分别降低了3.2%, 5.9%, 12.6%; SPAD分别降低了8.6%, 12.4%, 15.7%; LAI分别降低了11.7%, 17.6%, 19.8%; PAR分别降低了3.4%, 11.3%, 14.5%; STI与SPAD的降幅（r=-0.883, p＜0.05）、 LAI的降幅（r=-0.853, p＜0.05）均呈显著负相关, 与PAR的降幅（r=-0.923, p＜0.01）呈极显著负相关; SPAD的降幅与PAR的降幅（r=0.872, p＜0.05）呈显著正相关; LAI的降幅与PAR的降幅（r=0.943, p＜0.05）呈极显著正相关。 综上所述, 耐热型春玉米品种在灌浆期受高温胁迫时, 能够在个体层面保持相对较高的叶绿素含量, 在群体层面保持相对较高的叶面积, 进而保持了较高的光能截获与利用, 削弱了高温对光合的抑制程度, 缩小了产量降幅, 实现了高产与稳产; 品种的耐热性可以通过其光谱特征（SPAD, LAI和PAR）对高温的响应作为鉴定与评价的主要指标之一, 为利用光谱特征研究玉米耐热性提供了依据。

设计了一种基于双级复合平行板簧结构的大行程二维并联微位移平台, 以解决二维柔性平台尺寸大、行程小, 运动耦合误差大, 运动性能受加工误差影响等问题。设计的微位移平台在每个运动方向均采用两个音圈电机同时驱动, 通过调节两音圈电机信号比例来补偿加工误差造成的运动耦合误差, 完成X和Y方向的运动解耦, 从而降低系统对加工精度的依赖程度。根据卡氏第二定理建立了平台力学模型, 优化了平台尺寸参数, 并利用有限元仿真对设计的平台性能进行验证。最后, 搭建了微位移定位系统实验平台。实验结果表明: 设计的柔性平台行程与平台尺寸占比大, 定位精度高, 运动解耦性能得到大幅改善, 实现了±2.25 mm×±2.27 mm工作行程, 工作行程与平台尺寸占比约为1.73%, 运动耦合误差小于0.27%。

针对大气风场矢量的星载探测应用,提出一种双视场准共路多普勒外差干涉仪方案,其采用平面镜视场耦合、K?sters棱镜单光栅干涉仪和一维成像镜的系统结构,可以同时探测两个正交方向不同高度层的视线风速,具有结构紧凑、无运动部件、探测效率高等特点.推导了基于K?sters 棱镜的准共路干涉仪非对称量Δd 与光栅利特罗角、分光棱镜尺寸等初始光学参数的关系.以基于氧原子红线(O[1D]630 nm)进行星载高层大气风场探测为例,给出了参数优化和系统设计的过程及结果,并对全系统干涉图进行建模仿真.结果表明：双视场准共路多普勒外差干涉仪具有一维空间分辨能力,在不使用视场扫描装置的情况下就可获得两个视场方向不同高度层上的干涉图,借助卫星平台运动可以获得同一目标区域的风场矢量信息.

为了避免光谱成像系统的时间损失，提高系统光通量，提出一种压缩采样光谱调制技术，搭建了基于数字微镜器件的压缩采样多光谱成像系统.该技术基于压缩采样理论，采用编码孔径光学系统以低于奈奎斯特频率对光信息进行采样，大幅度地减少了光谱数据量.实验中根据探测器得到的隐含光谱信息的二维图像，采用双收缩快速迭代算法重建612 nm激光和彩条布的数据立方体，结果表明：压缩采样多光谱成像系统不仅具有高光通量和高分辨率等特点，并在获取谱信息的同时对其进行瞬时压缩，压缩比可达31∶1.