摘要：针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上,并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后,针对双波段成像衍射极限不同的问题,提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法,并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后,设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm,工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。

摘要：针对现代工业中输入饱和受限的双摆桥式起重机防摇摆控制问题,设计了一种基于神经网络的非奇异终端滑模控制器。首先,分析起重机的非线性动力学系统,并引入抗饱和模块将系统所需的控制力限制在驱动电机能提供的最大驱动力内;然后,采用部分状态信息反馈控制设计控制器,该控制器只需起重机小车位置、速度的反馈信息,无须实时测量吊重和摆角;之后,利用所提控制器跟踪经过规划的S形平滑函数,并用神经网络逼近起重机系统中复杂未知的非线性函数部分;最后,通过李雅普诺夫稳定性理论对系统状态的稳定性进行分析。仿真结果表明,所提控制器能在保证起重机小车准确定位的同时,有效抑制吊钩和重物的残余摆动,并且对外界干扰具有较强的鲁棒性。

摘要：针对存在参数不确定性和外界随机扰动的欠驱动桥门式起重机防摇摆跟踪控制问题,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的直接鲁棒自适应控制器。首先利用第二类拉格朗日方程建立双摆桥门式起重机系统动力学微分方程,并针对无扰动工况设计理想控制器;随后引入RBF神经网络拟合理想控制输出,在考虑扰动项影响的情况下设计神经网络权值更新律,并证明系统的Lyapunov稳定性;最后进行仿真验证。文中所提控制器仅需要小车实时位置与速度信息作为控制输入,无需系统参数信息,控制精度取决于RBF神经网络的拟合精度。仿真结果表明,文中提出的控制器具有良好的轨迹跟踪性能与防摆效果,且鲁棒性较强。

摘要：建立了横置液压缸式转向机构运动学和力学的数学模型以及转向机构的优化模型.以叉车转向机构为实例,进行了运动学与力学问题相结合的多目标优化设计研究.为验证这两个数学模型的准确性,建立了该转向机构的ADAMS模型,并将两个数学模型计算结果与ADAMS模型仿真结果进行对比.结果表明:所建立的运动学和力学两个数学模型准确地刻画了转向机构内部的数学关系,并且与ADAMS模型仿真结果完全相符;利用该优化模型,实现了转向机构活塞杆输出轴向力最小化,最大轴向力相比优化前减小了30.22%;优化后转向机构转角误差最大值为0.935°,保证了叉车有高的转向精度.

摘要：目前基于数字微镜器件的无掩膜光刻系统离不开高精度的检焦系统,单独设计的检焦系统不仅会增加全系统结构的复杂度,还会增加装调的难度。因此提出一种基于深度学习的检焦方法,通过调节光路使曝光焦面和相机成像焦面重合,仅根据当前所成的图像即可实现焦平面的快速自动检测。该算法由粗检焦和精检焦两步组成,粗检焦利用深度学习模型对相机记录的图像进行分类,仅需90 ms就可判断当前基片的离焦区间;精检焦利用清晰度评价函数计算图像清晰度值,结合搜索算法即可在粗检焦的基础上准确找到焦平面。用5倍聚焦物镜进行实验,在(-40μm,40μm)的离焦区间内,检焦精度可达2μm,总用时不超过300 ms。仿真分析和实验验证结果表明,该方法具有结构复杂度低、检焦速度快、检焦精度高等优点,能够很好地应用于数字光刻领域。

摘要：LED阵列光源凭借其高亮度、长寿命及节能环保等独特优点广泛应用于医学、微纳加工、光学成像等领域,但其匀化系统存在光线准直难、可实现的照明光斑面积小等问题,难以在需要均匀照明的光学领域当中得到广泛应用。针对这一问题,提出了一种基于微透镜阵列的大面积LED阵列光源匀化方法。首先通过矩阵光学及近轴光学理论进行理论分析,然后利用lighttools软件进行系统设计及仿真实验,最终在像面上实现了大面积的均匀光斑。相较于以往最多可实现50 mm×50 mm的匀化光斑,该匀化系统可做到104 mm×104 mm、均匀度为87.375%的大面积规则的均匀光斑,该方法对医学、红外夜视、投影显示、航空照明领域等需要大面积均匀照明的系统有着重要意义。

摘要：针对起重机柔性肋加筋翼缘板的局部屈曲失稳问题,以承受单向轴压的四边简支加筋矩形板为分析对象,采用有限元数值方法,研究加筋板在文献[1]的约束方法下,长宽比β、抗弯刚度比γ、面积比δ对屈曲系数k的影响。将得到的结果与Timoshenko能量法进行对比,验证了有限元数值仿真法的正确性。对比研究截面积相同但纵向构型不同的加筋肋在相同配筋方式下对简支矩形板的加强作用。结果表明:当长宽比β=1.67时,T型肋加筋板屈曲系数比矩形肋加筋板屈曲系数大54.8%;角型肋加筋板比矩形肋加筋板大32%。

摘要：为使叉车横置液压缸式转向机构转向时的功率最小,以液压缸推拉力最大值最小为优化目标,以最大转角误差为约束条件,采用ADAMS内置优化算法OPTDES-SQP进行优化设计,优化过程中设计变量设置三组初始参数且约束条件多次取值,最后对比优化结果;采用蒙特卡洛法研究了优化后转向机构的最大转角、最大转角误差和液压缸最大推拉力等参数的相关性。研究结果表明:ADAMS内置优化算法能够实现转向功率减小的目的,但存在局限性,优化过程中出现了部分优化结果不满足约束条件的情况;约束条件多次取值并对转向机构进行优化,优化后转向机构间的最大转角与最大转角误差呈正相关关系,最大转角与液压缸最大推拉力呈负相关关系,最大转角误差与液压缸最大推拉力呈负相关关系。