基于半导体工艺器件仿真软件和Matlab编程，对光子探测概率（PDP）进行了建模和实验表征。进一步考虑器件表面二氧化硅薄膜的光透射性，可以准确预测单光子雪崩二极管（SPAD）的性能。将模拟结果与采用0.18 μm标准双极-互补金属氧化物半导体-双重扩散金属氧化物半导体（BCD）工艺设计和加工的SPAD的结果进行比较。结果显示，PDP的预测结果与实验结果之间具有良好的一致性，平均误差为1.72%。该模型可以减少商用器件仿真软件中存在的不收敛问题，极大减少了开发SPAD器件新结构所需的时间和成本。

在麦克风阵列声源定位中, 不同阵列阵型及声源频率高低均对定位结果产生影响, 探讨上述不同变量对定位结果产生误差的定量分析。使用到达时间差测量(TDOA)算法, 运用 16个麦克风分别组成十字型、同心圆、方型、L型、Y型阵列, 探讨不同形状的麦克风阵列在不同频率声源下所产生的定位误差, 并在 Matlab上进行仿真分析, 尝试得到较为准确的声源定位结果, 提出一种误差最小的用于麦克风阵列声源定位的同心圆阵列阵型。

在液晶电视显示模组中，多层背光膜片与像素面板均存在周期性结构，组合使用时会产生明显的莫尔条纹，这会严重影响显示效果。建立液晶显示（LCD）模组中莫尔条纹的理论模型，并进行仿真分析，以探寻减弱或消除莫尔条纹的方法具有重要的工程意义。基于Zemax建立双层棱状膜片莫尔条纹模型，并加入眼睛观测模型，以模拟人眼对LCD屏幕中莫尔条纹的观测效果。然后，在MATLAB中构建背光膜片与像素面板的理论模型，通过改变背光膜片和面板的周期尺寸、偏转角度等参数，模拟计算出莫尔条纹的尺寸和角度等参数，并综合考虑人眼观测确定莫尔条纹在显示中的影响。

细度模数是衡量砂粗细程度的重要指标。当前国标细度模数公式未涉及粒级为0.15 mm以下的颗粒, 本文将粒级0.15 mm以下颗粒进一步细分为0.075~0.15 mm粒级与0.075 mm以下粒级, 将这两粒级纳入细度模数公式后形成了三个新的细度模数公式。通过MATLAB软件中rand函数随机大量生成四种不同细度模数试验, 结合花岗岩机制砂、凝灰岩机制砂、天然砂的筛分试验进一步验证不同细度模数公式的优劣性, 在筛分的同时即可测得机制砂近似石粉含量, 将近似石粉含量与标准方法测得的石粉含量进行线性回归, 可拟合出两者之间的经验公式。研究表明: 原细度模数公式分子上增加0.075~0.15 mm粒级颗粒筛分含量后, 更有利于表征砂的粗细程度。近似石粉含量与标准石粉含量差值为1.346 6%, 经SEM对不同砂样表面放大100倍后, 发现砂样表面越粗糙对石粉的吸附性越大, 近似石粉含量与标准石粉含量差值的波动性也越大。

针对飞机座舱导光板自动调光控制方法进行研究, 提出一种导光板自动调光系统的滑模控制方法, 完成系统设计、受控对象建模及滑模控制器搭建, 借助Matlab对控制率进行仿真, 对比控制器参数的不同取值对应的系统阶跃响应、跟踪特性, 并优化控制器参数。结果表明, 该系统响应速率快、跟踪精度好, 能根据光环境照度变化调整导光板能耗, 实现稳定导光板字符对比度、降低导光板能耗的控制目标, 有利于提升机组人员工作绩效。

为了研究单道激光熔覆薄板的温度场分布, 采用仿真与实验对照的方法, 利用ANSYS软件, 通过高斯热源模型模拟激光光束能量, 再采用非线性边界设定, 对单道激光熔覆及冷却过程的温度场进行仿真; 使用2kW光纤激光器将铁基(Fe60)粉末熔覆在2mm厚T9A钢板上, 并用热成像仪测量多样点温度。结果表明,激光熔覆薄板温度场的仿真符合实验验证结果, 其最高温度的最大误差为8.31%。此研究结果对激光加工参量优化有一定指导作用。

单活塞线性斯特林制冷机由于其降温速度快、质量小和可靠性高等特点，目前正广泛用于红外探测器中，但是由于压缩机运行时产生的振动会严重影响探测器成像质量，所以在振动抑制方面动力吸振器的使用成为单活塞线性压缩机的最佳减振方式。基于此，本文首先论述了动力吸振器在单活塞线性压缩机减振方面的作用，并举例介绍了当前单活塞线性压缩机用动力吸振器的基本结构。为了不失理论分析的一般性，在动力吸振器与压缩机振动模型的理论计算中引入了几个重要的无量纲参数。最后在此基础上，利用 Matlab软件对动力吸振器与压缩机模型进行振动幅频特性仿真。