摘要：为满足高分辨率昼夜凌空侦察和中低空战术昼夜侦察需要设计灵巧型双波段航空侦察相机,该相机的研制为发展新型机载光电侦察设备提供技术储备。根据目标在不同光谱波段下的光学特征设计可见、红外双波段光学成像系统,全视场传递函数达0.5以上。基于SiC材料反射镜设计一种叶片式柔性支撑结构,该结构能够较好的保证反射镜的面形精度,仿真结果显示反射镜在重力载荷和热载荷叠加的情况下面形精度优于12 nm。针对目前航空相机主支撑结构难于同时保证质量小且刚度高的问题,采用NX/Narsrtan软件对相机主支撑结构进行优化设计,优化结果使相机框架结构一阶固有频率提高15 Hz,质量减小10%。通过环境试验、动态成像试验及分辨率检测试验验证设计结果的正确性。相机切实可行的光机设计有效地保证整个系统的性能指标都能满足设计要求。

摘要：高分辨力光电编码器通常利用码盘精码两路正交的正、余弦信号,通过细分达到高分辨力。为使细分技术更加完善,本文对细分误差进行了专题研究。分别对信号直流分量误差、幅值误差、相位误差、谐波分量误差、噪声误差和量化误差等进行了数理分析,通过对细分误差的特性分析,得出了误差规律及其计算公式,形成了比较完整的光电编码器细分误差及精度分析的数理结果。结果表明,一般情况下细分精度在1.5%左右。文章指出,利用码盘精码通过细分提高分辨力,应在码盘选择、轴系设计、信号提取、电路设计、工艺调试等各个环节充分考虑细分误差的影响。研究结果可用于在产品设计时,合理进行误差分析与分配,预估产品的精度,为减小设计误差提供参考。

摘要：设计了一种新的光机结构,以使超小型光学遥感器在宽温度范围及恶劣的动力学环境下能够良好成像。研究了该结构中的核心部件-主镜组件的支撑结构的设计原理和实现方法。通过对主镜室初始设计方案的力、热特性分析,说明了主镜传统支撑方式的局限性。然后,以挠性支撑原理为基础设计了一种新型的适用于小口径反射镜支撑的挠性反射镜支撑结构,对该支撑结构的温度适应性及组件的模态进行了有限元分析,说明了采用这种反射镜挠性支撑结构能够满足设计指标要求。最后,论证了小型光学遥感器主镜室的加工及具体实现方法。对装配后的主镜组件进行了热冲击试验和温度拉偏试验,结果表明：在-60℃~80℃进行热冲击试验后,主镜不会出现炸裂现象;而在-20℃~50℃温度下,反射镜面形精度RMS仍保持在0.025λ（λ=632.8nm）水平。得到的结果验证了主镜室的设计可以满足小型光学遥感器的应用环境要求。

摘要：运用人体测量学、多刚体系统运动学、计算机图形学和人机工程学知识,研究一种泛型的数字人体模型系统框架。对数字人体模型目前在汽车人机工程设计应用中存在的问题进行分析。针对这些问题,研究如何在设计中正确运用人体数据以保证设计适应度的相关理论和技术问题,并对重型商用车人机工程设计内容、方法和性能评价进行研究和总结。在前述理论和技术基础上,开发了适合重型商用车人机工程设计的数字人体模型系统(System for heavy commercial vehicle ergonomic design,SHOVED),包括人体建模、汽车建模、方案设计、方案分析和优化等功能,能够帮助设计人员快速完成重型商用车的人机工程设计,并且在提高设计效率和品质的同时,能够准确地把握设计适应度。讲述泛型模型框架和SHOVED的概貌、组成、关键技术和应用原理。对今后的研究内容进行展望。

摘要：为了提高光电着舰引导系统的视轴跟踪精度和指向精度,研究了如何隔离舰体运动对光电经纬仪视轴的扰动。对舰载光电经纬仪进行建模,引入了各种扰动力矩。设计了超前滞后控制、线性二次高斯恢复(LQG/LTR)控制和H∞控制3种控制器来提高系统的性能和稳定性,详细研究了Kalman滤波和H∞加权矩阵的设计。在Matlab中对设计的控制方法进行仿真,并在摇摆台进行了试验验证。在时域、频域响应和稳定性能等方面对3种控制器进行的对比实验表明,LQG/LTR控制和H∞控制结果满足设计指标要求,稳定隔离度达到50dB以上。基于提出的方法,经纬仪可以对着舰飞机进行稳定跟踪和精确轨迹测量,实现着舰引导。

摘要：空间相机受所处复杂运载环境(冲击、振动、过载)和空间运行环境(压力、温度、微重力)的影响易产生焦平面偏移。为提高成像质量,本文设计了一种利用丝杠螺母变向、直线导轨导向、倾斜导轨驱动且适用于反射式光学系统的新型高精度调焦机构来修正离焦量。该设计采用防冷焊措施、预压消间隙措施和双重防卡死设计,有效地提高了结构强度、刚度和可靠性,从而保证了调焦精度。介绍了其结构和工作原理,描述了相应的可靠性设计措施,最后通过精度检测试验对调焦机构进行了综合性能测试。试验结果表明:该调焦机构具备良好的自锁特性,其直线运动精度优于±2μm,重复定位精度优于±1μm;调焦行程范围内调焦反射镜摆角精度绕X轴和Y轴方向均优于±3.5″,满足用户提出的精度要求。

摘要：为提高消声器的优化效率,在考虑流速对消声器传递损失数值建模的基础上,采用试验设计(DOE)中的拉丁超立方设计对消声器参数进行分析,结合改进模拟退火算法分别建立消声器在排气噪声峰值频率处传递损失的单目标和多目标优化模型,开展消声器的优化设计研究。研究结果表明:DOE方法能有效辨识出各参数对消声器传递损失贡献度的大小,简化了消声器的优化模型。消声器内气体的平均流速对消声器的优化结果影响较大。单目标优化可使相应峰值频率处的传递损失达到最大值,多目标优化能使全频段整体优化效果较好,优化设计后排气噪声最大降低31.73d B,优于单目标优化结果。研究结果为消声器的优化设计提供了新思路。

摘要：针对大屏幕投影显示对成像物镜提出的超短焦、大视场角、超薄化、大相对孔径以及高清晰度等要求,设计了一种新型折反射式超薄投影成像系统。采用TI公司的0.65″数字微反射镜片(DMD)作为空间光调制器,利用非球面反射镜校正畸变并缩短投影距离,然后通过一个折叠反射镜对光路进一步转折来实现超薄化投影显示。系统由5片透射镜片和1片非球面反射镜组成,焦距为2.8mm,F/#为3.5,最小视场角为55°,最大视场角为78.5°,在投影距离为120mm时画面尺寸显示为65.2″。设计结果表明:在像面的Nyquist频率处,95%以上视场的MTF>0.6,最大畸变量为0.8TV%,一个像元尺寸内能量集中度在90%以上。为了进一步验证折反射式超薄投影镜头的性能,加工并组装了原理样机。实验结果表明其图像显示效果良好,能够满足超薄化、低成本、小型批量化生产等设计要求。

摘要：针对卫星结构中星敏感器支架在随机激励下加速度响应均方根(RMS)值过大的问题,提出了星敏感器支架优化设计方法。简述了星敏感器安装点随机响应的基本理论,对卫星结构进行了模态和加速度响应灵敏度分析。以星敏感器安装点RMS值最小为目标,以基频和体积分数为约束,建立了星敏感器支架随机响应优化模型,并对支架进行了拓扑优化设计。最后,利用***&NASTRAN对优化处理后的支架模型进行了工程分析。结果显示:星敏感器安装点随机响应RMS值降低了20%以上,支架结构轻量化率达到了50%。另外,利用振动试验台对支架进行了振动试验。实验显示:有限元分析结果与试验数据相对误差低于15%,表明设计的支架的性能参数满足设计指标,验证了所采用优化方法的可行性。

摘要：针对当前射频电子标签这种无线数据采集方式的数据安全问题,提出了具有身份认证功能的电子标签。把私有密钥封存到标签存储器中,同时结合标签的加密电路以及状态机的控制逻辑实现标签的认证功能,只有授权的阅读器才能够阅读授权标签中的信息,确保标签数据不被泄漏。本文介绍了标签认证机制的算法流程,分析了认证授权的状态机控制模块,并提出了标签的物理结构。采用至上而下的专用集成电路(Application specific integrated circuits,ASIC)设计方法,在现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)上进行了功能仿真,时钟频率为45 MHz。软件自动完成硬件描述语言(Very-high-speed integrated circuit hardware descrip-tion,VHDL)源程序的分析、综合、优化及硬件下载,并对设计进行了逻辑仿真与时序仿真。结果表明所设计的标签可以达到预定身份认证功能。