为获得更高的阈值电压, 提出了一种新型栅下双异质结增强型AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。使用双异质结电荷控制模型分析了基本机理, 推导了阈值电压表达式。仿真结果表明, 器件阈值电压与调制层Al组分呈线性关系。当调制层Al组分小于势垒层时, 阈值电压增大, 反之减小。调制层厚度可加大这种调制作用。当调制层Al组分为0%、厚度为112 nm时, 器件具有2.13 V的阈值电压和1.66 mΩ·cm2的比导通电阻。相对于常规凹槽栅结构, 新结构的阈值电压提高了173%。

为了满足4 m望远镜控制系统的驱动能力和跟踪精度要求, 本文介绍了基于分段弧形永磁同步电机的望远镜伺服控制系统设计方法。首先, 介绍了基于分段弧形永磁同步电机的控制系统组成; 其次, 给出了望远镜伺服系统的控制模型辨识方法; 然后, 为了实现望远镜大角度调转和小角度阶跃过程中, 系统位置响应快速、无超调, 设计了基于系统最大速度和加速度信息的位置指令整形算法; 最后, 介绍了望远镜控制系统的位置和速度控制策略, 并进行了望远镜的跟踪控制实验。实验结果显示, 当望远镜进行10°的大位置调转和0.2°的小位置阶跃时, 伺服系统能够快速、无振荡地到达指定位置; 望远镜在10 (°)/s速度和3 (°)/s2加速度条件下的正弦引导误差最大值为2.636″, 稳态误差RMS值为0673″。实验结果表明, 所设计的基于分段弧形永磁同步电机的伺服控制系统能够满足4 m望远镜驱动和跟踪精度的要求, 为下一代大口径望远镜控制系统的设计提供了参考。

针对目前四旋翼机动控制方法效果较差的问题, 设计了一种基于非线性规划遗传算法(NPGA)优化控制量变化率的机动动作控制模型。首先, 建立了四旋翼的非线性动力学模型; 其次, 设计了机动动作最优控制模型, 并以筋斗动作为例, 建立了筋斗动作控制模型; 然后, 使用NPGA算法求解该模型, 得到最优控制量变化率序列; 最后, 将得到的筋斗动作控制量序列输入四旋翼数学模型中进行仿真验证。实验结果表明, 依据该控制量序列四旋翼可以完成预期的筋斗动作, 机动动作控制模型有效可靠。

为实现光机结构、集成电路等领域中大行程及高精度的位移控制，利用较为适用的非共振式尺蠖型压电直线电机，基于高压功率运算放大器，设计了非共振式压电直线电机的精密复合放大驱动电路，通过理论分析及实验得到的伯德图验证了驱动电路的分辨率和幅频特性。以现场可编程门阵列(FPGA)为核心处理器，以光栅尺为反馈元件，通过分析非共振式压电直线电机的多种运行模式，根据直线电机的运行时序，设计完成了开环大范围整步运行模式与闭环小范围单步运行模式相结合的控制策略，在单步运行模式中分别设计完成了PID控制算法及PID与压电陶瓷迟滞逆模型前馈相结合的复合控制算法。实验结果表明，该控制策略能够实现大行程内的精密位移控制，复合控制算法具有比PID更加优越的控制效果，能够在21 mm大行程内实现1.5 nm的闭环定位控制精度，直线电机的最大驱动力可达300N，满足大行程高精度位移控制的应用需求。

为了研究离子推力器工作参数对输出特性的影响,通过离子推力器工作性能参数的理论计算公式,建立起离子推力器输入参数与输出参数的Simulink控制模型,根据模型分别对我国研制的30 cm口径以及20 cm口径离子推力器的工作输出参数进行了理论计算,并通过推力测量试验对理论值进行了比对和分析。比对结果表明: 在推力理论计算过程中引入二价Xe离子比率和束流密度分布推力修正,以及推力均方误差修正后,推力理论值与实测值符合性较好,计算误差小于1 mN,证明了推力修正方法的合理性。

在现代机载光电探测设备中，旋转折射光楔对起着扩大探测视场和搜索范围的重要作用。首先基于几何光学和光的标量衍射理论对旋转折射光楔对的折光特性进行了数学分析；然后结合其在机载光电探测设备中的功能要求，研究了一种旋转光楔对控制模型，并基于该控制模型设计了旋转折射光楔对的控制算法；最后，通过仿真实验证明了该控制算法的正确性和可靠性。

为了进一步提高光电快速跟踪系统的性能, 需要根据系统控制精度的指标对被控对象提出要求, 以指导机械加工, 即作为被控对象的电机和反射镜的传递函数的结构已知但参数未知。针对此光电快速跟踪系统的水平方向高精度快速跟踪测量, 本文建立了系统模型, 提出了触发引导, 目标的快速捕获, 复合控制三个控制步骤和策略, 通过二分法整定了系统参数并确定了对机械结构的参数要求和负载的谐振频率要求, 以满足系统的最大跟踪误差。实验结果表明: 本文控制策略可使最大跟踪误差小于 0.086°, 调节时间小于 0.04 s, 满足了快速跟踪测量系统快速性、高精度的要求, 有效地保证了控制的可实现性。

21 世纪初，针对大型天文望远镜传动特点，研制开发了适用于大型天文望远镜的弧形电机拼接的直接传动方式。这种传动方式有诸多的优点，但是存在较大推力波动，这将直接影响望远镜的跟踪精度。针对该种传动方式的缺点，本文采用空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的方法对电机进行控制，采用Matlab/Simulink 建立了弧形电机的仿真模型和矢量控制系统的仿真模型。仿真结果表明，电机在带负载的情况下，可以获得快速的动态响应和平稳的水平推力，三相电流接近理想的正弦波形，从而使电机得到平稳的速度和推力，保证了电机的运行性能，满足望远镜跟踪需求。

An optical bandwidth analysis of a quantum-well (16 nm) transistor laser with 150-\mum cavity length using a charge control model is reported in order to modify the quantum-well location through the base region. At constant bias current, the simulation shows significant enhancement in optical bandwidth due to moving the quantum well in the direction of collector-base junction. No remarkable resonance peak, limiting factor in laser diodes, is observed during this modification in transistor laser structure. The method can be utilized for transistor laser structure design.

要结合高频放电CO2激光器,提出了一种激光器智能控制模型,并简单讨论了建构模型的方法和理论。