针对某机载平台中钢丝绳传动带来的非线性误差及外部扰动等因素直接影响平台相机成像质量的问题，提出一种模糊自适应前馈补偿的控制策略。首先对钢丝绳传动机构和高精度直流伺服电机进行了建模，并建立了摩擦模型，为转台速度环控制回路引入模糊自适应 PID控制器。设计出前馈补偿和模糊自适应控制器的复合控制策略。Matlab仿真结果以及实验表明该复合策略能有效消除飞机振动和钢丝绳非线性带来的抖动，转台的稳定精度从 1 mrad提高至 0.2 mrad，大幅地提高了成像质量。

电梯钢丝绳是承载轿厢重量的关键部件,针对钢丝绳断丝无法在线检测的问题,提出一种采用高光谱图像处理识别断丝的方法。选取样本与背景图像差异较大的特殊波段图像,将Otsu自适应阈值分割与Hough变换相结合,根据钢丝绳图像中直径所包含的像素数判断钢丝绳断丝程度是否达到报废要求。实验表明,此方法的均方误差、峰值信噪比和结构相似度分别达到650.9、19.9957和0.9404, Otsu阈值分割与Hough变换结合对于电梯钢丝绳图像处理是有效的,可以实现对电梯钢丝绳断丝的检测,为钢丝绳快速缺陷检测提供了新的解决方法。

针对某高光谱相机选择系留气球作为飞行平台的使用要求，设计了一台钢丝绳传动两轴稳定平台，对系留气球在方位和俯仰方向的姿态变化进行角度补偿。稳定平台的方位和俯仰传动机构均 采用钢丝绳传动，方位轴和俯仰轴的连续驱动力矩分别为93.6 N?m和117 N?m，两轴的最高转速分别为25 (°)/s和20 (°)/s。对稳定平台进行了实验室测试，测试结果表明：稳定平台的传动精 度为5 μrad，传动误差不大于0.7%，方位轴和俯仰轴的开环控制伺服带宽分别为15 Hz和35 Hz，正弦跟踪精度均方根误差值分别为0.004 5和0.004 3。然后进行了外场飞行试验，稳定平台安装在 系留气球底部，俯仰框架上安装35 kg的高光谱相机进行空中对地观测，飞行试验中获取稳定平台陀螺稳定数据，得到方位轴和俯仰轴的稳定精度分别为38.83 μrad(RMS)和37.26 μrad，满足高光 谱相机稳定成像的指标要求。

传统齿轮传动存在空回和间隙等问题, 难以满足光电系统高精密传动的需求。在分析了钢丝绳和钢带传动技术特点的基础上, 设计了一种基于钢丝绳传动的潜望镜用11测角机构, 以及一种基于钢带传动的光电系统用21传动机构。基于光学测量的方法, 采用旋变测量了钢丝绳传动机构的传动误差, 采用经纬仪测量了钢带传动机构的传动误差。结果显示钢丝绳传动精度可达到分级, 在-110°+135°的范围内转角误差小于3.5′; 钢带传动精度可达到秒级, 在-3°~+3°的范围内转角误差小于11.9″, 满足了潜望镜和某光电系统性能指标要求。

采用工字型光学平台、调平支腿与钢丝绳弹簧进行有机组合, 设计了一种分体型COIL光学谐振腔支撑致稳系统。首先建立了工字型光学平台的有限元分析模型, 以提高系统的第一阶固有频率、最大化材料利用率为目标, 开展结构优化分析与设计, 并对光学平台优化设计结果进行了验证, 结果表明, 优化设计是有效的, 提高了光学平台的第一阶固有频率, 优化了材料的分布情况。进一步, 建立了支撑减振致稳系统的动力学模型, 对平台系统的减振致稳性能进行了评估, 分析了钢丝绳弹簧大阻尼比特性对平台系统减振致稳性能的影响, 结果表明, 钢丝绳弹簧较大程度上提高了平台系统的减振致稳性能。

针对复杂背景下钢丝绳图像难以准确分割的问题，提出一种新的基于纹理特征的图像分割方法。首先，采用局部二进制模式(Local Binary Pattern, LBP)特征直方图的一阶熵、二阶熵作为LBP 特征的统计测度，降低LBP特征的维数。同时选用边缘密度作为纹理描述的特征之一，弥补LBP 算子提取纹理特征不足、抗干扰能力差的缺点。然后以上述纹理特征构成特征矢量，采用模糊C-均值(Fuzzy C-Mean, FCM)聚类算法进行聚类分割。在实验中，对比了该算法与灰度共生矩阵、传统LBP 算子在钢丝绳图像分割中的效果。结果表明，该算法可以有效地对钢丝绳图像进行纹理分割，并能取得良好的边界定位效果，性能优于另外两种算法。