针对传统图像描述方法存在提取图像关键信息精度不高、描述不准确等问题, 提出了一种结合残差学习和双模态CAE的图像描述方法。提出一种新型双模态卷积自动编码器（CAE）结构, 包括图像和文本两个输入, 以及编码、隐藏层交互、解码等处理环节, 完成对输入图像的文本描述;在经典CAE中加入残差学习, 与CAE的卷积层构成深度残差网络(DRN), 增加了学习深度, 以提高方法的准确率;将文本和图像的隐藏层进行交叉重构, 以最小化损失函数为目的, 训练得到图像-文本的关系, 从而实现图像的描述。利用COCO和Flickr30k数据集对所提方法进行定性和定量的仿真实验, 其结果论证了所提方法的有效性, 与其他方法相比, 评价指标Med r最低, 且R@K（K=1,5,10）最高, 运算时间仅为0.183s, 能够更为精准地描述图像。

空间遥感器的大口径反射镜的设计目标是高比刚度。为限制发射成本, 尽可能降低镜体质量; 为保证反射镜的功能需求, 尽可能提高镜体自身的刚度, 随着反射镜口径的增大, 反射镜的轻量化设计更加重要。针对某Φ2 m口径天基大口径反射镜镜体的轻量化设计, 采用了传统经验设计、拓扑优化设计和尺寸参数优化设计相结合的综合优化设计方法, 相对大口径反射镜镜体的传统轻量化设计方法, 这种综合优化设计方法可使设计结果快速收敛, 获得最优化的设计结构。采用综合优化设计方法完成镜体的优化设计后, Φ2 m口径天基大口径反射镜镜体的质量为326 kg, 镜体轻量化率高达82.5%, 单镜在光轴竖直状态, 在1 g重力载荷作用下, 取决于镜体刚度的评价镜体成像质量的镜面面形精度RMS值的变化量优于4.9 nm, 单镜在光轴水平状态, 在1 g重力载荷作用下, 镜面面形精度RMS值的变化量优于4.3 nm。结果表明, 镜体质量优于设计要求的340 kg; 镜面面形精度RMS值变化量优于设计要求的5 nm, 满足了镜体要求的高比刚度要求。

针对空间遥感器反射镜组件的结构复杂性和高性能需求, 对空间遥感器反射镜组件的设计方法进行了研究。提出了一种经验设计、拓扑优化与尺寸参数优化相结合的设计方法, 该方法可使设计结果快速收敛, 获得最优化的设计结构。采用该方法完成了某空间遥感器反射镜组件的结构设计, 通过有限元分析的手段得到了表征反射镜成像质量的RMS值, 同时对整个反射镜组件进行了动力学分析计算, 最后利用环境试验对有限元分析结果的正确性和设计的合理性进行了验证。结果表明: 在重力载荷、温度载荷、镜面加工残差和装配误差的综合影响下, 反射镜组件面形误差RMS值满足使用要求; 整个结构有一个好的动态刚度和合理的模态分布, 反射镜组件动态性能优良, 满足使用要求。针对反射镜组件的设计, 该设计方法是一种有效的、可靠的设计方法。

提出了空间遥感器温度场的描述方法,建立了某空间遥感器光学镜头的热光学分析模型,计算得到了该空间光学遥感器温度水平和温差要求的热控指标.在对遥感器在轨运行热载荷状态进行假定描述的基础上,用有限元方法进行了温度场及热弹性变形分析,得出假定温度载荷作用下光学遥感器各光学表面的变形量及刚体位移量.利用Zernike多项式进行波前差拟合,得到Zernike多项式系数,代入光学系统,利用CODEV光学计算软件计算热载荷作用下光学镜头的传递函数(MTF).通过迭代,得到光学系统满足传递函数指标＞0.4要求的各温度场临界值,完成了从光学指标到热控指标的转换,避免了热控设计的过设计或设计不足, 可以在设计方案阶段作为遥感器结构的热适应性设计的参考,同时为制定合理的热控设计指标提供数据依据.

利用磁悬浮技术将工作台悬浮在导轨上,消除了摩擦和磨损,采用直线电机无接触驱动实现了工作台的精密定位.针对微电子行业IC芯片制造设备如光刻机的磁悬浮精密定位工作台进行了CAD结构设计,有限元电磁场分析,在采用有限元软件Ansys进行磁悬浮系统电磁场分析的基础上,将磁力计算结果调入CAE软件MSC PATRAN/NASTRAN中,磁力计算与结构力学综合分析计算,合理地评价了磁悬浮移动平台的性能.进行了磁悬浮工作台的模态测试,模态测试结果与有限元分析结果相符合,证明了文中的建模方法及分析计算结果是正确的.通过有限元分析与模态测试,找出了薄弱环节,对结构进行了改进.

在现代光学系统的设计中,需要对系统的性能做出精确地预测.为了完成这一目标,必须站在系统的高度上进行热、结构响应对光学系统的影响分析.每一学科都有发展完善的软件解决本领域内出现的问题,各学科分析模块在形式、模型及分析机理上的一致性,使综合分析成为了可能.通过选定彼此间能实现数据交换的各学科分析软件,避免了人为地接口编程,解决了分析程序间的数据交换问题,实现了从结构设计到热环境分析、结构分析、光学分析,再到优化设计最后再把结果导入到结构设计中加以改进的光学系统的循环设计过程.

光电经纬仪跟踪架系统研制过程,利用传统的设计方法缺乏统筹考虑,无论在设计阶段还是在对样机寻找薄弱环节及敏感参数上都很困难,更谈不上对各个影响因素进行综合考虑和分析及提出相应对策.根据机电耦合的本质,从机电一体化的角度考虑,建立伺服控制系统与跟踪架机械结构统一的数学分析模型,利用CAE软件(MSC PATRAN/NASTRAN),实现对跟踪架在设计阶段的模拟与分析,快速找出影响跟踪架性能的环节及敏感参数,缩短研制周期,为系统的优化设计开辟了新途径.

全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域技术于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y工作台和焊头的三维运动控制,定位并拉出设定的金丝线型,采用超声波热压球焊方法焊接芯片管脚.技术路线是应用光机电一体化技术和采用CAD/CAE技术手段进行研制与开发.超声球焊和高速高精度运动定位技术是关键技术.为使球焊机达到高速高精度焊接的要求,应用CAD/CAE技术对球焊机关键部件X-Y工作台及焊头进行CAD建模的概念设计、有限元力学分析和结构优化设计.