光电跟踪系统在运行中受到摩擦力矩的影响导致在跟踪过程中产生抖动以及爬坡等现象，严重影响跟踪精度。为提升跟踪精度，结合Stribeck摩擦力矩提出一种最小二乘法与粒子群算法（PSO）结合辨识的方法，建立摩擦模型并使用扰动分离自抗扰（DSADRC）算法进行补偿。首先对转台系统进行建模，分析摩擦对系统的扰动；其次根据Stribeck摩擦模型的特点通过恒转速—力矩实验测得数据，使用最小二乘法与粒子群算法对力矩数据进行辨识，建立起Stribeck模型并将模型等效进系统中；最后使用扰动分离自抗扰控制算法对摩擦模型进行补偿。实验结果表明：最小二乘法与粒子群算法相结合辨识得到的摩擦模型与实测数据之间的平均误差为3.4%，扰动分离自抗扰在单边最大速度误差方面相较于PID控制与经典自抗扰控制分别下降了77.72%和58.78%，在摩擦力矩抑制方面与PID控制和经典自抗扰控制相比分别提升了73.59%和60.59%。

Free-space optical communication (FSO) can achieve fast, secure, and license-free communication without physical cables, providing a cost-effective, energy-efficient, and flexible solution when fiber connection is unavailable. To achieve FSO on demand, portable FSO devices are essential for flexible and fast deployment, where the key is achieving compact structure and plug-and-play operation. Here, we develop a miniaturized FSO system and realize 9.16 Gbps FSO in a 1 km link, using commercial single-mode-fiber-coupled optical transceiver modules without optical amplification. Fully automatic four-stage acquisition, pointing, and tracking systems are developed, which control the tracking error within 3 μrad, resulting in an average link loss of 13.7 dB. It is the key for removing optical amplification; hence FSO is achieved with direct use of commercial transceiver modules in a bidirectional way. Each FSO device is within an overall size of 45 cm × 40 cm × 35 cm, and 9.5 kg weight, with power consumption of ∼10 W. The optical link up to 4 km is tested with average loss of 18 dB, limited by the foggy test environment. With better weather conditions and optical amplification, longer FSO can be expected. Such a portable and automatic FSO system will produce massive applications of field-deployable high-speed wireless communication in the future.

在机载宽温且反射镜镀膜温度较高的条件下，针对传统反射镜镶嵌件粘接工艺导致反射镜粘接失效、铟钢镶嵌件和反射镜线胀系数差异导致宽温下反射镜面型急剧下降的问题，提出了一种反射镜加工镀膜后再粘接镶嵌件的方法，并对其胶层参数进行研究。采用硅橡胶作为主粘接剂粘接反射镜与镶嵌件，利用硅橡胶固化后良好的弹性缓解支撑件热变形对反射镜面型的影响。通过多目标优化选取合适的硅橡胶粘接厚度1.1 mm，硅橡胶宽度7.2 mm，环氧胶厚度0.022 mm。仿真结果显示在重力及温度变化为−40 °C时（初始温度为20 °C），反射镜面型精度RMS值为25.91 nm，镜组模态一阶频率为242 Hz。最终面型检测RMS值为15.8 nm，结构谐振频率为213 Hz。试验结果显示，此方案使反射镜组件适用于大温差条件下工作，其结构和粘接层设计能够满足机载宽温和振动条件下的使用要求。

传统太阳光度计在海上移动平台上不能精准跟踪太阳。为了解决船舶在移动过程当中实现对太阳高精度跟踪的问题，利用鱼眼镜头、陀螺稳定平台、小视场CCD图像传感器等构建了船载型太阳光度计的图像跟踪系统。文中详细地描述了图像跟踪系统的整体结构和单臂探头的光路设计，介绍了时钟法与鱼眼成像系统相结合的方式在全天空大视场范围下进行太阳的粗跟踪，然后通过小视场的CCD图像处理技术来提高跟踪精度。此外，给出了系统的软件跟踪算法和流程，分析了系统跟踪的可靠性。该系统实现了在海上移动平台下的全自动跟踪测量，综合跟踪精度优于1′。与日本POM-01MKⅢ船用太阳光度计进行透过率与水汽的数据对比表明：在940 nm波段的大气透过率最大相对误差不超过7.6%，水汽含量最大相对误差不超过6.1%。该系统可以应用于船载太阳光度计测量海上整层大气透过率以及水汽数据，也可应用于其他对移动非稳定平台下太阳的跟踪。

针对空间光通信中精跟踪系统的精度易受外界干扰影响的问题，在典型光通信终端的传统精跟踪系统的基础上，提出了附加集成模块的设计方法，并采用非支配排序遗传算法II得到全局最优控制器参数，实现了一个精跟踪系统智能搜参方法。基于某典型光通信卫星终端在轨实测的角干扰数据，仿真对比结果表明，在保持闭环系统稳定性的基础上，可以提升33.7%的误差抑制带宽，提高全频段的干扰抑制能力约19.5%，其中10 Hz以内的干扰误差抑制性能提升幅度高达95%以上。搭建了实物验证系统，实测结果表明，该系统的跟踪精度和干扰抑制性能相比传统系统大幅度提升，其中10 Hz以内的提升幅度超过20倍。该精跟踪系统的实验结果与仿真结果具有较好的吻合度，对未来空间光通信领域的发展有重要意义。