针对预应力波纹管弯曲位置处易出现灌浆不密实问题, 该文提出了一种基于压电波动法的预应力波纹管密实性监测研究方法。在塑料波纹管纵向4个横截面的顶部和底部各粘贴1个压电陶瓷片, 通过其单发单收的“区域交叉”的纵向监测方式, 分析了9个灌浆工况中接收信号幅值、频率和小波包能量的变化规律。当波纹管灌浆料密实时, 其功率谱密度和小波包能量变化明显, 验证了压电波动法监测的有效性。

针对天文望远镜光学系统中镜面散射对成像质量的影响, 提出了一种基于反射镜表面功率谱密度计算离轴三反成像系统像面环围能量比的方法。基于Harvey-Shack散射模型, 提出了像面光强分布与反射镜表面功率谱密度的关系, 描述了离轴三反系统中的散射在各个反射面的传播过程, 并给出了像面光强分布与反射镜表面有效均方根相对于工作波长的比值的关系。通过多手段测量获取1.5 m口径加工样件在不同空间频率频段内的表面功率谱密度, 利用k-相关模型拟合其全频段一维功率谱密度和二维功率谱密度, 加工样件的面形精度有效均方根(在1/D到1/λ范围内)为13.7 nm。对比了离轴三反系统在不同工作波长下像面环围能量比的分布, 给出在我国某大型空间天文望远镜在考虑散射情况下的加工要求, 镜面的有效均方根为10.3 nm, 其中低频误差均方根小于8 nm。

单段式分布式反馈(DFB)半导体激光器的频率调制相位响应曲线在0.1～5 MHz之间, 且具有180°的相位反转, 其作为从激光器的光学锁相环(OPLL)结构难以实现锁相。为解决单段式DFB半导体激光器的锁相问题, 在单环反馈回路中加入可调超前移相功能电路和可调增益功能单元, 并优化相移参数, 实现MHz量级线宽DFB激光器相位的锁定。改进后OPLL在锁相状态下的残余相位噪声为0.012 rad2, 激光器线宽从2 MHz压窄到10 kHz。研究了反馈环路的环路增益对OPLL锁相性能的影响, 并给出了最优的环路增益控制参数。

为了准确识别空间滤波转速遥测中的被测体旋转方向, 提出了一种基于功率谱密度分析的旋转方向辨识方法.该辨识方法是将占空比为0.5的两个光电池线阵列错位半个栅距而形成一个差分空间滤波器, 用两个差分空间滤波器相距一定距离平行排列构成一个双差分空间滤波传感器; 根据差分空间滤波信号的功率谱密度互为共轭的特性, 用双差分空间滤波传感器输出的四路信号计算出两个线速度方向系数D1和D2, D1和D2的符号代表了两个差分空间滤波器处的线速度方向; 用D1和D2的符号、两个差分空间滤波信号的中心频率f1和f2的相对大小, 来判别被测体图像的旋转方向及中心.D1>0、D2<0代表顺时针旋转, D1<0、D2>0代表逆时针旋转; D1D2>0时, 旋转方向由f1、f2的相对大小和D1的符号确定.该方法能有效辨识空间滤波转速遥测中的旋转方向, 具有简单、适应性强和应用方便的特点.

采用高质量的标准位相结构是实现光学干涉检测系统的系统传递函数精确校准及保证光学元件波前/表面中高频段信息准确检测的前提.通过对二元伪随机光栅结构和台阶位相结构两类典型表面进行模拟,分析了空间周期误差及跃变边缘陡度等制造误差对于检测系统传递函数校准的影响,并分析了检测系统CCD对二元伪随机光栅欠采样和过采样时功率谱密度(PSD)的变化.结果表明:存在同等制造误差时,二元伪随机光栅结构比台阶位相结构对检测系统传递函数中高频能够实现更高精度的校准;当对二元伪随机光栅存在欠采样或过采样时,均会造成PSD随频率的下降,可通过对理想二元伪随机光栅的高度分布进行相应的采样修正消除因采样对传递函数校准的影响.

针对复杂的列车横向模型，设计了半主动悬挂变论域模糊控制器。介绍了变论域模糊控制的基本原理，推广了它的收敛条件，并证明其适用于列车横向悬挂系统。给出了17自由度的列车动力学模型，利用Simulink软件建立了列车横向模型。最后，以列车横向速度和加速度作为模糊控制器的输入变量，以阻尼器电流作为模糊控制器的输出变量，设计了潜遗传变论域模糊控制器，并进行了仿真实验。根据实验结果计算了列车横向加速度的最大值、均方根值和功率谱密度最大值，并对变论域模糊控制、普通的模糊控制和被动悬挂进行了对比。仿真结果表明：变论域模糊控制降低了列车横向加速度最大值、均方根值和功率谱密度最大值，控制结果好于普通的模糊控制和被动悬挂。

在17~19 nm波段, 利用直流磁控溅射技术将Al(1%wtSi)/ Zr多层膜镀制在掺氟的二氧化硅基底上, 基于原子力显微镜对不同膜对数(N=10, 40, 60, 80)表面粗糙度的测量结果, 将多层膜的生长模型应用于实际结果中, 对表面均方根粗糙度随着膜对数的变化进行了深入的分析, 并对Stearns粗糙度动态生长理论的适用条件作了补充性讨论。

波前功率谱密度（PSD）是反映高功率激光系统中光学元件中、高频信息的重要参数之一。介绍了利用波前位相信息计算功率谱密度的方法，提出对空域应用汉宁窗的方法抑制因波前数据的突然截断导致频域出现的吉布斯噪声。针对空域加汉宁窗后波前数据能量会因汉宁窗的权重变化而变化的情况，推导了加窗前后PSD的均方根(RMS)值间的比例关系。对高功率激光驱动器使用光学元件的PSD进行了计算，结果表明，采用汉宁窗的方法能抑制吉布斯噪声，通过数据修正的方法可修正汉宁窗的权重分布不同对PSD计算结果的影响。

介绍了252Cf源驱动功率谱密度法测量原理, 采用硬件和软件相结合的方式构建实现了一种实际的测量系统和研究平台, 以服务于反应堆核参数测量。描述了基于3通道、1 GHz采样率和1 ns同步精度的超高速数据采集卡的中子脉冲序列检测方法, 并设计了PC机端的数据处理流程和功率谱密度分析算法。实际测量结果表明, 该252Cf源驱动功率谱密度法测量系统能准确高效地得到核随机过程的相关函数和功率谱密度等重要标签参数。