为有效破解“爆破安全”课程真实实验难以开设的难题，基于虚拟仿真技术及其相关专利技术，展开融合实验教学体系构建与实践研究。以爆破安全工程中的“巷道掘进爆破安全设计与实现”环节为例，开发了巷道掘进爆破安全虚拟仿真实验教学平台，可以实现爆破方案设计、爆破施工以及爆破危害监测的全工艺流程; 配套开发了巷道掘进爆破炮烟中毒应急救援虚拟仿真平台，可以实现炮烟中毒事故动画演示，并可在虚拟环境中交互式完成工人自救互救、救援人员救援两项实际操作; 研发了岩巷掘进爆破仿真模型及教学用模拟电雷管，可完成炮孔布置、雷管检测、起爆网路连接与网路导通性检测四项实践操作。基于此，进行了融合实验教学内容设计，研究探索型的线上实验具有启发式、探究式、多途径与多方案的特点; 综合设计型的线下实验具有互动式、团队式与设计性的特点。教学实践表明：线上虚拟仿真实验不仅极大丰富了实验教学形式、增强了实验课程的趣味性，同时突破了时间、地域对于实验课程的限制，学生随时随地皆可通过网络完成实验任务; 而线下实体仿真实验，不仅培养了学生团队合作精神，而且加深了学生对课堂所学理论知识的理解与应用，其动手操作能力得以同步提高。融合实验教学体系构建了虚实结合、相互补充的混合式教学模式，为破解爆破类实验课程难以开设的难题提供了思路与参考。

根据天基平台激光辐照空间碎片捕获系统的应用需求, 设计了一种两轴水平框架式粗跟踪结构, 提出了一种基于加速度闭环的PI速度环控制方法用于实现跟踪系统的闭环髙带宽控制和髙精度跟踪。 首先, 根据光束传播路径和负载几何尺寸要求设计了水平式粗跟踪框架的经纬轴结构, 并对单轴结构 进行了模型简化, 建立了单轴二质阻尼刚度简化模型的动力学方程; 对系统进行了振动分析, 根据系 统的谐振频率和电机锁定转动频率确定了跟踪架主要结构参数; 设计了一种速度加速度双闭环控制系 统, 确定了系统控制器和控制参数; 最后对控制系统进行了性能测试。测试结果显示, 控制系统满足 性能指标要求, 相较于带有结构滤波器的PI速度环控制系统, 带宽提升了 28.2%; 基于加速度闭环的 PI速度环控制系统在调节时间上提升了 78.6%, 超调量降低了 94.08%; 基于加速度闭环的PI位置环 控制系统的调节时间为0.085 s,超调量为11.66%, 具备较小的跟踪误差和较强的抗干扰能力。

数据精度是舰载IRST的重要指标,安装误差是影响该精度的因素之一。分析了IRST在船上安装存在的误差,根据其稳定平台的工作原理,建立了五个坐标系,通过矩阵变换,推导了安装误差对IRST精度影响的计算方法。计算了多种工况下导致的误差,结果表明,安装误差对IRST精度影响较大,在纵横摇较大的情况下容易导致数据精度超差,因此,需要对其进行控制或补偿。

针对传统滑模控制方法和传统滑模趋近律在喷水推进型水面无人艇的航向控制中存在收敛速度慢、耗时长和抖振严重等缺点, 提出一种基于新型幂次趋近律的终端滑模控制方法。首先利用终端滑模控制思想在滑动超平面的设计中引入非线性函数, 构造Terminal滑模面, 在终端滑模控制提高动态响应速度的前提下, 进而引入改进的新型幂次趋近律,充分结合终端滑模的控制理论和新型趋近律的思想设计了新型Terminal滑模控制器, 最后进行了Lyapunov稳定性证明和仿真。仿真结果表明,设计的新控制器与传统幂次趋近律、指数趋近律相比,具有更快的收敛速度和更好的运动品质。

针对无人机航拍影像的高分辨率特点, 用简化的尺度不变特征变换(SIFT)算法提取待匹配图像中的特征点并粗匹配。根据航拍图像的特殊获取方式, 提出一种基于航向约束的特征点提纯算法, 并用实验进行验证。结果表明, 此算法能有效提纯匹配点, 提纯率达到25%, 与随机抽样一致(RANSAC)算法比较, 在保持提纯率的前提下, 效率提高了将近一倍。