介绍国际上空间软X射线/极紫外波段正入射望远镜研究进展情况.着重介绍了长春光机所设计的四波段同时成像空间极紫外太阳望远镜.该望远镜由四个不同波长的多层膜正入射望远镜组成,工作波长分别为12.9 nm、17.1 nm、19.5 nm和30.4 nm,视场角为8.5′×8.5′,设计角分辨率为0.5″.为了验证设计方案可行性及关键技术水平,集成出一套17.1 nm极紫外望远镜演示样机.

望远镜技术和光干涉技术的结合是提高望远镜分辨率的方法之一.介绍了天文光干涉的原理和实现恒星光干涉主要的几个关键技术,星光采集的定天镜系统、光程补偿的延迟线系统、光束平行性调整的星光方向矫正系统和计算机全自动控制系统,简要介绍光学综合孔径干涉成像技术、天文光干涉的研究状况和天文光干涉技术的发展方向.

管内移动微型机器人是微型机器人领域的一个重要的方向,其主要包括用于发电、化工、制冷等行业中的细小管道检测的刚性管内移动的微小型机器人,以及能进入人肠道的内窥镜的柔性管内移动的微型机器人.将微型机器人的研究方向与内容进行总结,介绍管内移动微型机器人的国内外研究发展现状,讨论管内移动微型机器人的研究内容与方向.

介绍了微型机器人外场驱动技术的特点及应用场合,综述了国内外在这方面的研究进展,并对利用外场实现微型机器人无线驱动的相关技术作了分析和展望.微型机器人在光波、磁场、超声波、微波等外部能量场的作用下能无物理接触地获得能量,就可以实现无线驱动,从而有效地克服了用引线和电池供应能量所带来的不足.

分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力.这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向.针对磁悬浮平台进给机构设计了直线同步电机的结构,并对直线电机产生的磁力进行分析计算.直线驱动技术在磁悬浮平台进给机构中的应用使进给系统具有响应?焖佟⒏斩雀咭约岸ㄎ痪返奶氐?能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要.

针对核电站蒸汽发生器热交换管道自动化视频检测的要求,研制了管间机器人,介绍了管间机器人结构和工作原理.检测模块安装在纵向移动平台上,纵向移动平台由步进电机驱动沿导轨做间歇直线运动.在每个管间距行程中,步进电机必须有升速和降速过程,这样可以防止堵转、失步并提高效率.对无法精确建模的纵向移动平台系统,用模糊控制原理设计了步进电机的升降速曲线,给出了模糊推理的步骤.用单片机和外围电路制作了步进电机控制器,将设计结果用于控制程序设计,实验证明纵向移动平台升降速过程平稳,从导轨始端移动到末端的位置总误差在允许范围内,管间机器人样机在此基础上实现了对蒸汽发生器模型的自动化检测.

利用北京同步辐射装置(BSRF)-3W1B束线及反射率计靶室,在束流强度40～120 mA、贮存环电子能量2 GeV专用光运行模式下,做了不同材料掠入射平面镜反射率标定实验.标定过程用高灵敏度无死层的硅光二极管代替X射线二极管(XRD)作探测器,使输出信号提高2～3个量级,可标定能区从150～270 eV拓展为50～1 500 eV能区,对C,Si和Ni材料平面镜给出完整的反射率标定曲线,最终把实验数据与理论计算比?圆⒎治?

对消像差光栅进行了理论和实验研究.用光程函数和费马原理研究光栅的成像,用刻槽分布函数表示光栅的刻槽曲率及间距变化.对成像的理论分析表明光栅刻槽分布函数比刻槽间距更容易表达像差,给出了消像差光栅的表达形式.比较了SD、WFA、LPF等光栅的参数优化方法.探讨了消像差光栅密度的干涉测量法,设计了光路,对光栅密度进行了测量.

根据北京正负电子对撞机(BEPC)改造对同步光束流测量系统提出的最新性能指标,提出了全新的同步光引出镜的设计方案.该引出镜采用GlidCop作为基底材料,可引出波长210～488 nm的同步光,成像质量可靠,能承受7.8 W/mm2的高热负载,能够在原位进行准直、维护以及更换,其真空室结构与两端相邻的真空室结构相吻合,静态真空度优于6.7×10-7 Pa,无直接的水-真空间焊缝.该同步光引出镜设计方案将应用于BEPC储存环改造.

对动态测量重复性的常规评定方法进行了深入分析,指出了其局限;提出了评定动态测量重复性的新方法--均值平移法.理论分析对比与实际测量数据的计算都表明,均值平移法客观地从整体上反映了动态测量重复性.同时,对动态测量重复性与动态测量中指标量的测量重复性进行了辨析.所述方法在精密仪器验收、各种检测规程的制订和动态测量误差的处理中都有实用价值,也适用于动态测量的再现性评定.

综述了原子力显微镜(AFM)在光盘质量检测中的应用.AFM能够在nm尺度上直接对光盘及其模板上的信息位几何结构的特征尺寸及其误差进行三维测量,从而可以建立生产工艺参数和信息位几何结构之间、信息位几何结构和盘片电气性能之间的关系,进而找出影响光盘质量的直接原因.用AFM进行光盘质量检测主要有三方面：盘片和模板表面的定性观测;信息位几何结构的半定量分析;信息位特征尺寸的统计分析.定性观测和半定量分析可以对盘片播放的高误差率、凹坑形态和块出错率、凸台形?捌浔砻娲植诙鹊炔问杏姓攵孕缘募觳?而信息位特征尺寸的统计分析则可以对信息位几何结构的关键参数进行面向生产过程的统计分析.所得结论表明AFM在光盘质量检测过程中具有独特的优势.

提出一种基于遗传算法的平面直线度计算方法,该方法计算原理简单,借助于计算机技术,可以较容易地实现计算精度要求较高时的直线度误差计算.文章首先给出问题的计算模型.接着介绍了在遗传算法实现中的关键技术,包括染色体个体的表达、初始群体的产生方式、适应度函数、遗传算子(选择、交叉和变异等)的确定、遗传运算的停止准则等.最后应用实例对算法进行了验证计算和分析,结果表明,所设计的基于遗传算法的平面度误差计算方法可以实现平面直线度的精确计算.

针对测量船惯导系统水平及航向精度检测需求,提出了采用卡尔曼滤波技术解算惯导水平偏差的新方法.对经纬仪校准惯导的基本原理及陀螺的随机飘移分析,利用经纬仪测星方法,在惯导飘移误差小于7′,标定误差可在2″以内,可有效地消除惯导的随机游动误差分量,将使测量船的整体测量精度得到显著的提高.

介绍了烟草在线异物剔除系统的结构及工作原理,讨论了系统方案设计中的主要问题,设计了系统原理样机调试实验,并分析了实验结果.采用HIS颜色模型,以色度为主要特征量,设定阈值对烟草和异物的像素点进行判别.在此基础上,设定一定数量的像素点构成判别单元,统计单元中异物像素点的比例,再对该比例进行二次判别,以最终给出表示烟草或异物的检测信号.采用高性能的元器件构成系统,并利用(MIL_LITE 7.0)图像开发库,实现对内存数据的直接操作.实验研究的结果表明:原理样机在模拟在线条件下能实时地运作,对异物具有较高的识别率和剔除率.

为较好地解决伺服系统的低速抖动问题,研究了重复学习控制方法抑制电机波动力矩等非线性干扰,以提高系统的低速平稳性问题.在讨论电机波动力矩成因的基础上,重点研究了电机齿槽效应引起的电机力矩波动的理论模型、量值大小等问题,并在模型转台上进行了实验测试.实验结果表明了理论分析的正确性,并证明了电机波动力矩的周期性.根据上述结论,引用重复学习控制来抑制这种周期性干扰,介绍了带有低通滤波器和前馈滤波器的改进型重复学习控制器的设计方法,设计了实际的控制系统.对采用重复学习控制的伺服系统进行正弦跟踪实验测试,结果说明,重复学习控制较好地补偿了低速或零速附近的系统死区特性,系统的跟踪误差最大值为0.72″.

为适应快速发展的蓝牙无线通信技术的要求,设计了新型层叠短接式微机械蓝牙天线,其10dB带宽达到了11%以上,辐射效率为68%,天线长度小于1/7
λ.首次将三维ADI-FDTD(the alternating direction implicit finite-difference
time-domain)全波分析方法应用于该天线的建模和分析,数值模拟结果表明在计算域内网格尺寸相对于其它处网格尺寸或波长小得多的条件下,三维ADI-FDTD时域全波分析方法能更有效地模拟微机械微带蓝牙天线,并能有效地减少CPU计算时间.

数字X光影像仪(CR)图像数据每幅高达21 MB,需在两套计算机之间进行如此大数据量的传输,以往多使用并口进行传送,数据率仅为500 KB/s,不能满足快速传输的要求,为此,将图像采集系统作为客户机,图像处理工作站作为服务器,构成Client/Server(C/S)模式,讨论了分布式结构、Winsock通信机制核心技术,利用VC++编写了通信程序.实验结果表明,采用C/S模式,实现高达21 MB的大数据量文件无差错快速传输,仅需2 s.

在通信系统中,为实现自适应传输,发送端必需知道信道状态信息.本文我们研究一种基于四阶累积量切片的估计和预测衰弱信道状态信息的方法.理论和仿真实验表明其相对于最小均方误差算法有更好的效果.

为动态显示扇形搜索空域的全景图像,必须设计专用的图像处理器,以解决快速搜索与人眼观察之间的矛盾.某舰载小型光电跟踪仪,搜索区域为沿水平和垂直方向分别扫过20倍瞬时视场的空域,搜索视场从1.7°×1.3°扩大为34°×26°.图像处理器以TMS32010 DSP为核心,外加直方图、分类表存储器等辅助电路,完成实时图像采集、存储、拼接、显示、更新等功能,适应42.5°/s的扫描速率,获得比光学系统本身大20倍的搜索视场.

为了解决动态红外点目标多光谱模式识别问题,提出了一种利用神经网络并行子网作为前级处理,证据理论于后级融合的多周期模式识别推理模型.由于并行子网的引入,该模型避开了识别过程中采用单一神经网络所带来的大样本训练问题,用带有加性噪声的点目标红外光谱作为识别模型的目标数据源进行了算法验证,计算结果表明该算法对多周期不确定性证据有很强的证据聚焦能力.

应用标量衍射理论分析了双胶合透镜的三维超分辨成像特性.对于所设计的双胶合透镜,数值模拟表明,焦平面上主瓣的强度是第1旁瓣的57.14倍,是单一个透镜主瓣强度的2.25倍,而主瓣的半径则是单一个透镜的0.49倍;轴线方向上,主瓣与第1旁瓣的强度之比与单一个透镜的基本相同,但是双胶合透镜的焦深则比单一个透镜的小0.25倍.说明双胶合透镜在横向和轴向同时具有较强的超分辨能力.通过与加圆环光瞳或加相位光瞳的方法比较发现,双胶合透镜具有较好的三维成像能力,可以作为共焦3-D成像和近场光学记录的理想光学器件.

在研制大视场、高精度光电测量设备过程中,采用多块CCD拼接技术是重要手段之一.本文介绍了一种利用单心球面系统进行CCD拼接的方法,提出建立相机数学模型和安装在球面上CCD的数字拼接算法.并且利用该方法实现了九块面阵CCD 23°×17°视场的拼接.