光学系统失调对像差的影响

本文从改进光路的矢量追迹公式入手,给出一个包含光学系统偏心量在内的矢量追迹公式,从而编制出一种精确计算光学系统三维偏差对全像差影响的通用程序。利用这个程序可以得出涉及光学系统偏差对像差影响的各类问题的解答。     

非均匀光强对曲率型自适应光学系统的影响

在高斯光强和光强存在正态随机起伏情况下,研究了一种37单元的曲率型自适应光学系统对低阶Zernike像差的校正效果,并和均匀光强时的校正效果进行了比较.光强为高斯分布时,光强的不均匀性对Zernike像差的校正带来了一定的影响,对于曲率为零的Zernike像差影响较小,对曲率不为零的Zernike像差影响较大.光强存在正态随机起伏时,对各阶Zernike像差的校正影响较小,曲率为零的Zernike像差的校正效果好于曲率不为零的Zernike像差的校正效果.结果表明在光强起伏不严重的情况下,该37单元曲率型自适应光学系统对低阶Zernike像差可以较好地校正.     

光学系统的副像及其消除方法的探讨

视准式光学系统瞄准具的成像有主像和副像两种情形,主像是对目标瞄准的必要标志,副像则对目标的瞄准产生不良影响,为消除或减弱光学系统所成的副像对瞄准精度的影响,主要分析了光学系统中中心反射镜的反射和有无平行差时产生副像的原因.提出了消除或减弱副像的多项措施,并针对中心反射镜提出了两种截然相反地改进方法.可有效地消除或减弱副像所引起的不良干扰对飞行人员视觉的影响,有效地提高了观察效果和瞄准精度.     

低阶像差校正的压电驱动变形镜测试与仿真优化

光纤激光器输出光束带有波前畸变,制约了光学系统的性能和工作效率。搭建实验系统分析了超连续谱光纤激光器系统输出光束的像差特性,不同波长的滤波片测试像差均以离焦为主。根据这一特点制备了3单元单层横向压电驱动变形镜样镜,并进行特性测试。变形镜影响函数有限元仿真和实测吻合度可达77%以上,一阶谐振频率12. 1 k Hz。以实际像差为对象进行闭环仿真,校正精度达到0. 77。另外,从校正精度及行程两个方面对变形镜进行了有限元优化仿真。结果 9单元变形镜(有效口径7. 5 mm)校正精度达到0. 9左右。镜片与压电片厚度比存在最优值约0. 3,行程可提升60%以上。     

基于子结构及模态柔度曲率差的某框架结构损伤识别

基于子结构思想,通过对框架结构中子结构的边界施加虚拟的数值支座,限制子结构边界的位移,把子结构从整体结构中隔离出来.运用提出的模态柔度曲率差方法对予结构进行了损伤识别.结果表明:该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤识别,不论对单一位置损伤,还是多种共存的损伤,均具有损伤定位的能力,并能定性反映损伤程度.与已有的柔度差、柔...     

椭圆拟合在某新型磁定向系统罗差补偿中的应用研究

为了提高基于地磁检测定向的精度,设计了一种新型的平面磁定向系统,该系统仅需要一个传感器的数据就可以确定磁方位。进行载体磁场补偿是磁定向系统实际应用的必要条件。结合新型磁定向系统的结构特点,基于椭圆拟合方法提出了一种新型智能误差补偿方法,推导出误差补偿公式。该方法不需要外界设备提供参考,仅通过定向系统本身的测试数据之间的相互关系就可以完成罗差补偿系数的求解。工程试验表明,该方法有着与传统给定基准法相当的补偿精度,却大大简化了操作,缩短了校准时间。     

间距和角度失调对零色散飞秒整形系统的影响

为了研究间距和角度失调对零色散飞秒整形时域特性的影响,理论上分析了系统的分辨率与各光学元件间距角度失调的关系,详细讨论了间距角度失调对系统效率和输出脉冲时间特性的影响.实验结果表明,透镜位置失调会导致脉冲展宽,且两个透镜位置失调对脉宽展宽的规律对称,光栅位置失调也会导致脉冲展宽.此外,器件角度失调对系统效率的影响大于位...     

“下反”式炮长微光瞄准镜稳像系统的设计与实现

针对“下反”稳像式炮长瞄准镜只能稳定昼视光路,而不能稳定微光夜视视场的问题,设计了独立的电子稳像系统。采用AVR单片机设计了信号采集模块,利用外部中断实时获得炮长瞄准镜中陀螺仪输出信号,并用动态循环法控制数码管准确显示。设计DSP电子稳像模块通过串口中断与AVR单片机通信,将陀螺仪信号换算成图像的运动矢量,然后采用平移变换模型对图像的抖动进行补偿。为了检验稳像系统的性能,进行了微光瞄准镜稳像实验,结果表明：电子稳像系统能够较好地稳定微光夜视图像,提高了炮长夜间观察瞄准目标的能力。     

基于Huber权函数的Allan方差非相关差分抗差估计方法

原子钟频率稳定度计算时由于钟差观测异常会导致Allan方差出现较大的估计偏差。本文首先建立了Allan方差的差分估计模型,根据钟差的差分序列统计特性分析了相关差分估计的噪声识别与白化等计算复杂度问题;针对上述难点提出了一种基于Huber权函数的非相关差分抗差估计方法,建立了一种非相关差分序列的构造方法,有效避免了复杂的噪声识别及白化计算,给出了Allan方差的非相关差分抗差估计的推导,并对抗差过程引入的误差累积给出了一种抵消方法;最后给出了完整的抗差估计方案,并利用实测数据进行了实验验证,结果表明本文方法对相位单点跳变、相位阶跃跳变具有显著的抗差能力,抗差估计可使异常引入的相对偏差由近200%降至5%以内。     

多波长主动式相干合成中光程差对合成效果的影响

为了对多波长激光主动式相干合成做出初步的理论描述,揭示影响合成效果的关键因素,根据相干合成的基本原理,建立了计算模型.并以9波长7路相干合成系统为实例,仿真计算了光程差取不同值的情况下,各频率成分的合成效果和总体合成效果.当各路间存在较大的光程差时,只有中心频率成分实现了相干相长,其他频率成分处于"混乱"状态,总体合成...     

光学仪器最佳调整方案的确定

光学仪器调整是否合理对保证光学仪器的质量起着重要的作用,当前的调整理论视光学系统为无象差的理想系统,即在制定调整方案时没有考虑调整对象差的影响,将光学零件调整对系统象差的影响引入到光学仪器的调整理论中,可使光学仪器的调整方案更加合理,完善。     

失调光学系统光线追迹公式

借助坐标变换,对现有的光线追迹公式进行改进,推导出一套失调光学系统的光线追迹公式,利用该套公式可以计算出光学系统存在各种失调情况下的象差值。     

多轴特种车辆轮胎系统抗毁伤能力等毁线表征方法

为了探究战场威胁下多轴特种车辆轮胎系统的生存概率,对轮胎系统的抗毁伤能力进行量化表征,提出了一种基于等毁线的轮胎系统抗毁伤能力表征方法。针对轮胎毁伤状态下对整车的影响,基于车辆动力学对轮胎系统的力学特性进行量化表征,建立了轮胎系统功能毁伤的计算模型;采用毁伤理论对冲击波超压场进行弹目交会和量化分析,建立了轮胎系统物理毁伤的计算模型;根据爆心与车辆的位置关系,采用面向车辆全面域的计算特征线,建立了轮胎系统等毁线计算模型。以某型五轴特种车辆为例,进行了表征方法验证。研究结果表明:该表征方法可应用于战场威胁下多轴特种车辆轮胎系统的抗毁伤能力表征,为后续机动规避和防护能力提升奠定模型基础。     

三维模型大尺度坐标测量辅助设计与评估方法

针对大尺度产品三维模型坐标测量信息缺乏和面向任务坐标测量结果质量评价困难的问题,引入新一代产品几何量技术规范(GPS),提出了基于CATIA二次开发技术的坐标测量辅助设计方法,设计了CAD与CMM集成的XML数据结构,建立了坐标测量数据的UML模型;实现了符合新一代GPS要求的测量方案脚本化描述,开发了部分数据处理算法;提出了基于Monte Carlo方法的坐标测量不确定度评估方案和流程。基于以上技术开发了基于三维模型的大尺度坐标测量设计与评估系统并应用于飞机装配中的部件位姿测量,结果表明,设计的测量方案能够满足飞机柔性装配对接的要求,验证了上述方法的有效性。     

超高精度离子束抛光工具设计与性能分析

为了解决高精度光学修形问题,进行离子束抛光工具的设计与性能分析研究。通过开展离子束抛光工具设计方法的研究、聚焦离子光学系统结构设计和离子束流特性的分析,进行计算机仿真研究和中和器一体化设计;研制聚焦离子光学系统和中和器,并采用15mm和10mm的聚焦离子光学系统进行修形加工实验,将口径150mm的熔石英平面镜从初始面形误差RMS15.58nm修正到RMS0.79nm。结果证明了聚焦离子光学系统设计的有效性,一体化离子束抛光工具具有亚纳米精度的修形能力。     

自适应光学波前实时处理机结构设计

本文介绍的波前处理机是１．２ｍ望远镜自适应光学系统的关键部件之一,吞吐率高,延时小,是具有高速数据处理能力的实时处理系统。为满足系统的高速度性能,系统设计在实时性、并发性的基础上,将图象数据采集加入流水线,并对波前处理中自然存在的子任务作“去相关”’处理,建立了图象采集、斜率计算、波前复原间流水线操作。图象读出时间的利用及流水线的建立,大大减少了时延,降低了系统实时性要求。流水线处理与高度并行处理相结合,也是本处理机设计的一大特色。     

光学波导中原子干涉的加速度测量

提出一种水平方向、光学波导中原子干涉的加速度测量方案。详细介绍了光路结构、原子团制备以及光学波导的绝热装载等。通过实验手段对测量方案进行验证,首先将~(87)Rb原子团冷却至50 nK的玻色爱因斯坦凝聚态,随后对超冷原子团施加布拉格光进行分束、合束,完成原子干涉过程。实验结果显示,所提干涉测量系统能够实现单轴加速度测量,对未来高精度多轴加速度测量系统的研制具有指导借鉴意义。     

惯性平台自标定中惯性仪表安装误差可观测性分析

针对惯性平台自标定中惯性仪表安装误差可观测性问题,深入研究了系统模型与平台坐标系对惯性仪表安装误差可观测性的影响。根据不同系统动力学模型和观测量构建四种系统模型。从可观测性定义出发,分析与判断惯性仪表安装误差在不同系统模型和不同平台坐标系下的可观测性。理论分析和仿真结果均表明惯性仪表安装误差在以下两种情况完全可观:观测量为平台框架角和加速度计输出,系统动力学模型为框架角模型,平台坐标系以平台六面体为基准定义;观测量为加速度输出,系统动力学模型为姿态角或失准角模型,平台坐标系以加速度计敏感轴为基准定义。     

基于C3D辅助的战场传感器监视系统设计与实现

首先介绍了战场传感器监视系统的定义和各国现有典型系统。其次针对战场监视特殊的应用环境,利用C3D辅助技术,将相对定位与基于三维地图环境下的绝对定位相结合,通过坐标转换和地图匹配将位置信息直观准确反映在电子地图上,设计了基于C3D辅助的战场传感器监视系统,并对该系统进行了实现。最后通过对3D-MDS(C,D)定位算法的验证结果表明,在长1000m×7m宽的道路上,布撒120个节点,对于速度为3m/s的装甲车定位误差仅为2.1687米。该系统可对定位算法的定位精度进行评测及误差进行修正,防止由于误差累积造成误差放大。