摘要：传统的连续过程控制系统不能很好地实现工艺与控制相分离,生产效率低下。针对此问题,提出了一种基于改进调度器、选择器和同步器(scheduler selector synchronizer,S^(3))控制结构的批次过程控制系统架构。该架构在调度层中建立了基于G描述语言的组件描述和基于改进S^(3)控制结构的调度器,使工艺与控制相分离;在数据层中建立了相逻辑接口表;在控制层中基于ISA S88标准和IEC 61499标准建立了离散化的控制功能块,并设计了S^(3)控制结构的选择器和同步器实现工艺的可重构。实验结果表明,所提批次过程控制系统架构在不改变控制程序的情况下完成了不同工艺流程的控制任务,实现了工艺与控制相分离,并缩短了工艺流程修改时间。

摘要：在航空和汽车等领域,抬头显示技术(Head-Up Display, HUD)的应用日益广泛。鉴于现代社会用眼负荷增加,本研究针对青少年近视问题,提出了一种具有大视场角、低畸变特性的抬头显示系统设计方案。该系统设计考虑了8米远的投影距离,旨在通过减少用眼负担来预防近视的发展。同时考虑到自由曲面在光学设计中高度的设计自由度,以及其对畸变的有效控制,对系统进行了进一步优化。本文通过光学设计软件Code V进行设计与优化,所设计的两版系统在成像性能上均满足了既定要求,全视场角达到30˚,同时将畸变控制在5%以内。此外,本研究还涉及了样机的制造和实际体验测试,以验证所提出设计方案的可行性。通过实际应用测试,进一步证实了该抬头显示系统设计的有效性和实用性,为未来相关技术的发展和应用提供了科学依据和实践指导。In the fields of aviation and automobiles, the application of Head-Up Display (HUD) is becoming more and more extensive. In view of the increasing eye load in modern society, this study proposes a design scheme of a head-up display system with a large field of view and low distortion characteristics for the problem of juvenile myopia. The system design takes into account the projection distance of 8 meters away, aiming to prevent the development of myopia by reducing the burden on the eye. Considering the high degree of design freedom of freeform surface in optical design and its effective control of distortion, the system is further optimized. In this paper, the optical design software Code V is used for design and optimization. The two designed versions of the system meet the established requirements in terms of imaging performance. The full field of view angle is up to 30˚, and the distortion is controlled within 5%. In addition, this study also involves prototype manufacturing and actual experience testing to verify the feasibility of the proposed design. Through the practical application test, the effectiveness and practicability of the design of the head-up display system are further confirmed, which provides a scientific basis and practical guidance for the development and application of related technologies in the future.

摘要：本文深入分析了Stewart型六自由度平台的运动学正解和工作空间,采用遗传算法和牛顿迭代法相结合的方法,有效解决了运动学正解的多解性和复杂性问题,提高了求解精度与效率。同时,通过对电动缸长度限制、铰链转动角度限制及电动缸间干涉的综合考虑,成功绘制了Stewart平台的工作空间外包络面。本文不仅为Stewart平台的设计和优化提供了理论基础,也对并联机构控制系统的设计与应用有重要指导意义。

摘要：由于双足机器人具有复杂的高维动力学和高度动态特性,因此难以实现全向步态。为了实现双足机器人全向行走,文中基于深度强化学习算法提出了一种融合模仿学习的双足机器人步态训练方法。根据专家经验和双足行走具有周期性的特点,设计了可以实现不同步态风格的周期对称函数进行模仿学习。为了使双足机器人具有全向行走能力,使用ROS(Robot Operating System)中的脚步规划器生成目标落脚点进行模仿学习,并在自主设计的双足机器人上对所提方法进行验证。实验结果表明,所提方法可实现双足机器人前向、侧向、对角线和转向4种步态模式,实现了双足机器人的全向步态,并且可实现不同风格的周期对称步态。

摘要：针对传统显微系统在覆盖较大面积的病理切片时需多次成像,并且运用图像拼接技术的挑战,设计了一款大视场变焦显微光学系统。通过巧妙结合大视场显微物镜和变焦筒镜,该系统实现了对病理切片的一次成像,从而获取了病理切片的全部信息。通过调整变焦筒镜系统的放大倍率,可以观察到局部疑似病变组织。使用ZEMAX光学软件分别对大视场显微物镜和变焦筒镜进行了优化设计。设计结果表明,组合系统焦距范围为90~800mm,实现12倍变焦,工作距离为100mm,分辨率可达到3.45μm,在全视场范围内,MTF在75lp/mm处均大于0.3,接近衍射极限。仿真结果表明镜头像质优良,最大物方视场达到18mm×18mm,成功实现了大面积的待测样品从细节到全貌的观测,显著提高了检测效率。

摘要：K-壳分解法在度量复杂网络中节点的重要性方面具有重要的理论意义和应用价值.但K-壳方法中,存在大量壳值相等的节点,从而无法精确地比较这些具有相同壳值节点的相对重要性.因此,本文基于网络中节点自身壳值与其多阶邻居的壳值,设计利用向量的形式来表示节点在复杂网络中的相对重要性程度,提出了多阶邻居壳数向量中心性方法,并设计了该中心性向量比较方法.通过在七个真实网络中进行消息传播与静态攻击实验,发现基于多阶邻居壳数向量的中心性方法具有计算复杂度低,能够有效发现具有高传播能力的节点,在传播实验中具有优越的性能.并在静态攻击实验过程中倾向于优先破坏网络中的传播核心结构.多阶邻居壳数向量中心性方法在保留K-壳中心性信息的前提下,极大提高了节点重要性的区别程度,平衡了对节点在复杂网络中联通结构的重要性的度量和对传播结构重要性的度量,因此具有重要理论意义与应用价值.

摘要：为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

摘要：针对现有基于尖峰噪声电容平衡方法的单光子探测技术工作频率较低的问题,设计了利用高速二极管平衡的InGaAs/InP雪崩光电二极管信号提取方案.配合高速信号处理电路,实现了工作频率最高达700 MHz的近红外单光子探测器.雪崩二极管制冷至218 K,在脉宽小于1 ns、重复频率700 MHz的门脉冲触发下,当探测效率为10%时,暗计数率为7×10^(-6)/pulse,后脉冲率为7.4%.该方案提供了一种重复频率连续可调宽带高速单光子探测方法,结构简单且性能良好.

摘要：在许多测量系统以及激光焊接的系统中,拥有一字线图案的激光器发挥着重要的作用。为了提高传统一字线激光器光学系统的光能利用率和改善光学照明效果,研究设计了一种自由曲面反射镜,使得光线在细线的宽度方向准直出射,在长度方向以大角度扩散,同时也保证照度均匀性。通过建立自由曲面模型、构建偏微分方程,得到自由曲面点云的数值解,从而拟合得到自由曲面面型。仿真结果表明,发散角在高达150°时,照度均匀性高达90%,在不考虑反射率损失时能量利用率在99%以上。

摘要：为了探究Czerny-Turner(CT)光路结构在装配过程中各个光学元件偏离理论光学设计参量时对光谱仪光学性能的影响,建立数学物理模型还原Zemax设计的非对称CT结构光路,在不影响光谱仪分辨率的条件下,调节CT结构中的各元件,得到各元件的可调节冗余量.结果表明,准直镜和衍射光栅偏转角度可调节范围分别为±0.19°和±0.17°;聚光镜和CCD的位置可调节范围都为±0.12mm.以上四个变量的可调节冗余量最小,对光谱仪最终分辨率影响较大.该研究对CT结构中各光学元件机械调节机构的设计具有参考意义.