为适应巡航式冲压增程制导炮弹在巡航飞行过程中质心不断前移、气动参数变化范围大这一特征, 实现在巡航飞行过程中的自适应控制, 设计了一种基于模糊自适应PID算法的三回路自动驾驶仪。首先, 由小扰动法将纵向平面内炮弹运动方程组线性化并推导炮弹各姿态角的传递函数, 同时选取巡航始末位置特征点进行动态特性分析; 在此基础上设计三回路自动驾驶仪以提升系统相角裕度, 改善其阻尼特性; 由频域分析法和根轨迹法设计巡航始末位置特征点处的内回路控制参数, 并用插值计算得出其他非特征点的内回路控制参数; 外回路采用模糊自适应PID进行设计。仿真结果表明, 在巡航飞行过程中, 模糊自适应算法所设计的自动驾驶仪具有良好的控制品质。

预压力是保证超声电机定转子摩擦驱动的关键因素, 开展预压力特性分析及优化方法研究对于提升电机性能及使用寿命具有重要意义。本文通过仿真分析了预压力对接触角及驱动区占比的影响,实验测试了预压力变化时的速度波动规律,并绘制了在不同预压力和转矩下的速度与效率曲面; 借助编码器与薄膜温度传感器获取了不同预压力条件下电机工作200 s的速度与定子界面温度的变化过程。综合上述分析结果, 提出了一种面对不同应用场合的预压力优化准则, 确定了预压力的理想工作区间。实验结果表明, 伴随着预压力的增长, 接触区与驱动区同步扩展, 同时驱动区占比逐步减小, 在一定程度上能减小速度波动, 电机最大效率点逐渐向大转矩方向移动, 且机械效率在某个预压力下存在最高值, 而界面温升则呈现先增大、后减小再增大的趋势。根据所提出的优化准则确定出TRUM60A型超声电机预压力较为理想的工作区间为260~320 N, 在该预压力范围内, 超声电机既能较好地满足低速稳定、温升小的要求, 又能使制动力矩和机械效率达到理想范围。

病害作为影响农作物生长的主要因素之一, 平均每年造成农作物产量损失高达12%以上。 病害不仅直接导致农作物产量减少, 而且也严重降低了农产品的品质, 甚至引发食品安全事故。 光谱成像作为一种融合图像处理和光谱学的信息获取技术, 能同时获取目标的图像信息和光谱信息, 从而更直观表达目标的特征。 光谱成像技术可以获得图像上每个点的光谱数据, 从而实现对作物病害的颜色、 形状和纹理特征及光谱特征的分析, 具有快速、 直观和无损等特点, 近些年在作物病害检测领域的应用取得了较大研究进展。 综述了近六年来国内外关于光谱成像技术在作物病害检测领域应用的相关文献, 分析了光谱成像技术的优势和局限性, 重点阐述了光谱成像作物病害检测中关键的第三个技术： (1）光谱图像分割技术, 重点分析了四种常见分割算法的优点和适用范围； (2）光谱特征和空间特征提取技术, 重点对比了空间特征、 光谱特征和二者加权组合对病害信息表达的准确性； (3）检测模型, 重点介绍了光谱植被指数和机器学习模型在作物病害检测中的稳定性和前景。 最后, 根据上述分析展望了光谱成像技术在作物病害检测领域中应用的研究趋势, 为相关研究提供全面且系统的参考。

目前水体重金属遥感反演相关研究仍比较薄弱。 自然界中重金属污染水体的光谱特征研究是重要的基础性工作, 是将来实现卫星遥感反演时波段选择的重要理论依据, 也是遥感反演模型所必须的基础参数。 首先利用Analytical Spectral Devices(ASD)光谱仪, 测量获得以大宝山尾矿水为例的典型重金属污染水体在两种水深和两种光照条件下的离水反射率光谱曲线, 发现在600~700 nm(红波段)均有稳定的反射峰, 然后进一步与自然界常见的两类水体(浑浊水体和富营养化水体)的反射峰位置进行对比, 发现: 以长湖水库石英砂厂附近为例的浑浊水体反射峰在550~700 nm(绿、 红波段), 以北江韶关冶炼厂附近为例的富营养化水体反射峰在550~600 nm(绿波段), 3种水体的反射峰位置各异, 说明该重金属污染水体反射率光谱与这两类水体具有很好的可分性。 然后在测量水体反射率基础上, 结合水质遥感模型和进行室内消光系数测量, 反演得到大宝山尾矿水体的总散射系数和总吸收系数光谱, 并进一步分离水分子吸收作用, 最终得到水中成分的综合吸收系数光谱曲线, 结果表明: 在紫光波段吸收最强, 在红光波段吸收最弱; 具体表现为: 从400 nm开始, 吸收系数快速递减, 在蓝绿光波段递减速度变缓, 从黄光波段又开始快速递减, 到676 nm达到极小值, 然后又快速增强至750 nm, 随后变化减缓。 最后结合水样的水质化验结果, 对该重金属污染水体的光谱成因进行分析, 发现现场水色和水中成分的综合吸收系数光谱特征皆与作者前期研究测量获得的硫酸铁溶液颜色及其吸收系数光谱特征吻合, 因此认为水中成分的光谱特征是由硫酸铁及其水解产物所引起。 以上说明该重金属污染水体的光谱特征明显, 反射峰和强吸收波长位置明确, 这是将来利用卫星遥感手段反演水中重金属浓度的重要特征波段。 该研究获得了以大宝山尾矿水为例的典型重金属污染水体反射率、 消光系数、 散射系数和吸收系数的光谱结果, 为日后推广至其他种类重金属矿的尾矿水体及水中成分光学参数反演提供方法依据, 也为将来利用卫星遥感技术对水中重金属浓度进行定量提取打下良好的理论基础。

针对光纤环形激光器输出所表现出的复杂多纵模振荡现象，在实验研究中，采用光学外差并结合射频频谱仪的探测方法，对两种外加调制工作状态下光纤环形激光器的模式动态输出进行了实时测量与时频分析。通过对光纤环形激光器系统输出的总光强信息与探测范围内获取到的多纵模动态特性进行同步提取与时频分析，将光纤环形激光器输出动态特性的研究范畴从总光强表现出的低维混沌特性扩展到多纵模具有的高维混沌信息。根据实验结果分析多纵模强度随时间的演化行为与总光强输出的内在关联，以及掺铒光纤环形激光器输出在外部调制状态下的内在动力学特性。

太赫兹频段下细微结构导体表面会对电磁散射回波的幅度、相位等产生影响。为分析这一影响，以理想导电体下尺寸可与波长比拟的周期网状结构、击芯铆钉阵列结构为例，研究了不同俯仰角电磁散射在雷达图像中的表现规律。利用卷积逆投影算法，对多角度、多频点的单站散射场回波数据进行成像。从仿真结果可以看出，不同细微结构散射特性存在明显差异。利用距离像分析方法，对不同细微结构成像结果的成因进行了分析，得出图像的不同特征可由相干相消、相干增强与虚影效应 3种机理进行解释，表明太赫兹波对细微结构具有独特的刻画能力。

基于目标发射光谱分析法的原理,通过分析小尺寸实验平台上测得的体积分数10%的甲烷爆炸火焰光谱数据,提出甲烷爆炸火焰光谱特征分析方法,包括频域特征参数光谱密度、波段辐射光强度、波段平均及偏差,时域特征参数波段辐射能量、时间段平均及偏差和特性参数偏度、峰度、半宽的计算方法;分析得出当甲烷爆炸火焰光谱波长值为某些定值时,光谱密度在1 nm范围内在正向与负向之间转换,表明光强密集程度变化剧烈;甲烷爆炸火焰光谱波段定积分在550~900 nm波段最强;甲烷爆炸火焰光谱信号随着波长的增大可测时间增长,信号强度在达到峰值后整体呈衰减趋势,在衰减过程中间隔出现依次减弱的强度增强;研究结果表明目标发射光谱分析法可应用于甲烷爆炸感应期内火焰光谱的动态半定量分析,分析得出的光谱特征可作为检测甲烷爆炸火焰的判据.

望舌苔是中医舌诊的重要组成部分, 对舌苔定性以及定量分析对于阐释舌苔携带的生理病理信息起着非常重要的作用, 也是中医舌诊客观化研究的一个重要内容, 提出舌苔的光谱分析法。采用Usb4000可见光谱仪对80例样本进行舌体附着舌苔部位以及无舌苔附着部位的反射光谱数据采集, 并对所采集的光谱数据进行分析, 发现同一个体的舌体不同部位的光谱特征与有无舌苔附着存在一定的相关性, 进一步对采集的光谱数据进行比较发现, 光谱曲线在500～600 nm之间存在较大差异, 差异最大处于579.39 nm, 同时对不同苔色光谱曲线进行了比较, 不同苔色及苔厚在光谱上存在较大差异, 实验结果表明, 人体舌苔苔色、 厚薄、 润燥的不同, 造成光谱特征上存在差异, 与当前中医舌诊客观化普遍采用的比色法相比, 反射光谱能够反映更多的舌体生理、 病理信息, 同时实验结果也说明, 舌质、 舌苔光谱特征的差异为进一步的舌质、 舌苔分离奠定基础, 从而有望为人体舌苔定性和定量分析提供客观指标, 促进中医舌诊客观化。

基于VirtualLab 虚拟仿真软件建立了粒径在几十到几百微米内不同大小和形状的气泡模型。对其在平面光照射下的散射进行了仿真模拟, 得到了气泡的前向、后向光散射特征分布, 将结果与水粒的光散射特征进行比较分析, 发现: 同一气泡前向散射远大于后向散射, 但两者拥有十分相近的变化趋势。光源和气泡大小影响气泡远场散射幅值的大小、振荡频率、角宽度及次极大与主极大的比值。气泡结构的对称性影响着气泡远场散射的对称性。气泡与水粒的远场散射特性既联系又区别。该研究的结果可以为气泡的分析检测提供了一定的理论依据。

为了使雷电电磁场的计算更加接近实际情况, 并对远场区雷电电磁脉冲场进行模拟, 利用偶极子理论对斜向放电通道雷电电磁场解析表达式进行了求解, 用解析方法对地表雷电电磁场及其导数在远场区的一阶、二阶近似表达式进行了推导, 得到了电磁场及其导数与通道底部电流及其导数的远场近似关系。采用脉冲函数表示通道基电流, 对比了精确表达式与近似表达式计算的电磁场及其导数波形。结果表明在远场区, 斜向通道雷电电磁场波形与其近似波形的偏差、电磁场导数波形与其近似导数波形之间的偏差均随着距离的增加而减小, 且电磁场导数近似公式要比电磁场近似公式适用范围更加广泛。计算结果验证了解析推导近似的可行性。