为了确保植保无人机在飞行作业过程中的安全,要求植保无人机具有自动避障能力,为此提出了基于结构光视觉的障碍物检测方法。为提高障碍物检测的实时性,重点研究了基于嵌入式平台的植保无人机障碍物检测系统,通过将障碍物图像处理算法的并行计算映射到GPU硬件资源上完成,大大提高了算法的运行效率。实验表明,在保证障碍物轮廓线完整的前提下,通过对比CPU和CPU-GPU实现处理算法,障碍物检测系统获得了约46.15的加速比,采集及处理时间约为48.985 ms。该系统具有处理效果明显与实时性好等优点,为植保无人机的实时障碍物检测和进一步实现自动避障奠定了基础。

在波荡器和扭摆器的研制过程中，为提高磁块的测量效率和精度，提出了2维全自动亥姆霍兹线圈磁块测量方法。通过理论推导得到仅采用2维全自动旋转而不需要3维旋转就可以实现磁块的全自动测量，降低了磁块全自动测量的实现难度。根据该方法的理论，已成功研制出一台2维全自动亥姆霍兹线圈测量装备，并在上海光源的磁块测量中使用。系统地给出2维全自动亥姆霍兹线圈磁块的测量理论和方法，并对测量误差进行了分析，该系统实现了磁块剩磁测量的高效率、高精度和高重复性，可以在30 s内完成单磁块的测量，重复性和精度均好于5×10-4。

通过三维磁场的有限元计算,给出了自由电子激光(FEL)研究用光学速调管升级后的磁参数.国家同步辐射实验室合肥光源(HLS)电子储存环能量可以日常运行在200～800 MeV间,为了与电子储存环能量匹配,并在较高束电子能量下进行实验和得到较多的相干辐射光子,光学速调管从原来的对称结构升级成非对称结构,用于HLS储存环谐波产生FEL实验.给出了升级后非对称光学速调管的几组匹配磁参数,用于在HLS储存环注入能量和可以运行的最高能量下进行谐波FEL实验.初步计算表明,HLS储存环电子束性能优越,能散很低,FEL实验用最高能散仅为2.05×10^-4,相应FEL辐射的能散修正因子在0.96以上,可以忽略不计.

纯永磁波荡器由多个磁块组成,磁块的剩磁离散性会引起波荡器磁场误差,从而影响储存环工作状态和自发辐射谱质量.在波荡器磁块安装之前,使用模拟退火法对磁块进行组合排序优化,可以使峰值场强误差降低到10^-4量级以下,磁场一次积分降低到10^-6 T·m量级,二次积分降低到10^-6 T·m²量级,优化结果不依赖于初始状态的选择.给出优化的详细过程,提出了根据磁块剩磁快速计算波荡器峰值场强误差和积分场的方法.

以波荡器辐射波和共振电子能及混合型波荡器的解析计算为基础,通过3维磁场的有限元计算,在欧洲光源横向优化基础上,给出了同步辐射和自由电子激光用混合型波荡器纵向优化参数,进而给出了用于DUV FEL混合型波荡器的设计计算参数.加侧位和顶部永磁块后,峰值磁场分别提高到0.722T和0.773T,辅助以1μm量级分辨率的磁间隙调节机械系统,磁场分辨率好于10^-4T量级.

对标淮的纯永磁波荡器进行了三维磁场的有限元计算,给出了纯永磁波荡器的基波与谐波磁场的幅值与相位,并与测试结果进行对比,结果表明,标准的纯永磁波荡器谐波磁场幅值比基波幅值低两个数量级.

合肥国家同步辐射实验室(NSRL)正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究,为了在较高电子束能量下进行实验、且具有较高的相干辐射强度,光学速调管从原来的对称结构改造为非对称结构.分析了相干谐波实验中各参数之间的关系,及对相干谐波辐射的影响,并给出了两种工作状态下的最佳工作参数.

合肥国家同步辐射实验室正在开展储存环相干谐波自由电子激光研究,并对原来的光学速调管进行了改造.磁场的垫补和测量方法由原来的整体测量改为分段进行,垫补的使用使各段积分场及位相误差都尽可能小.详述了合肥储存环的光学速调管辐射段磁场垫补的三种方式,测量了垫补前后不同间隙下积分场分布、位相误差及横向均匀度,各项指标都达到了要求.同样的方法将用于色散段和调制段磁场垫补与测量中,为相干谐波自由电子激光研究提供实验保障.

描述了CHG-SRFEL光学速调管磁极间隙全闭环控制系统的原理,给出了系统硬件结构和软件设计.可独立或同步调节光学速调管调制段、色散段及辐射段磁极间隙的大小,分辨率达到20μm,精度达到5μm.通过改进系统位置监测设备,可进一步提高分辨率及精度.系统已经在光学速调管磁场测量、垫补中使用,具有精度高、安全性高、操作方便等特点.