摘要：设计了一种非一维共振腔的圆柱腔,利用入射声波与反射声波之间的共振增强效应来增大传感系统信号强度,并应用在面外入射的石英增强光声光谱技术(QEPAS)和石英增强光致热弹光谱技术(LITES)技术中。对添加圆柱腔前后的石英音叉摆幅和圆柱腔位置进行了理论模拟与优化。实验中,采用水汽为目标探测气体和输出波长1.395μm的半导体激光器为激发源,相比未添加圆柱腔的裸石英音叉系统,添加圆柱腔的QEPAS和LITES系统探测极限分别改善了2.32倍和1.27倍。

摘要：首先,利用有限元分析方法,仿真模拟了石英音叉的应力和表面电荷分布,设计并加工了一种T字头石英音叉。经过实测,此T字头石英音叉的共振频率为8930.93 Hz,Q值为11164,叉指间距为1.73 mm,与目前广泛应用的商用石英音叉相比,T字头石英音叉的共振频率降低了73%,品质因数提高了22%。然后,通过测量水汽对其传感性能进行验证,发现相比于商用石英音叉,基于T字头石英音叉的石英增强光声光谱(QEPAS)系统信噪比提升了60.65%。最后,给出了石英音叉下一步优化的方向。

摘要：针对输入光束抖动及卫星本体微振动对空间光通信系统跟踪精度的影响,设计了模糊自抗扰控制器,提出了对精跟踪系统进行控制的方法。首先,建立了精跟踪系统模型,对系统内外扰动进行分析,并模拟了卫星振动信号。针对系统自身所受的扰动及输入光信号的不确定性,设计了模糊自抗扰控制器。提出的控制方法通过扩张状态观测器观测卫星本体振动及系统未建模动态,应用微分跟踪器提高系统动态响应性能,并用模糊控制原理改进了非线性状态误差反馈控制律,使其可以自适应调整比例和微分增益。最后进行了实验分析,结果表明:与PID控制方法相比,模糊自抗扰控制方法在不同频率及幅值的输入信号下均能提高系统跟踪精度,跟踪精度可以达到±8μrad,跟踪误差减小了50%左右。该方法基本满足空间光通信精跟踪系统对跟踪速度、跟踪精度及抗干扰能力的要求。

摘要：应用自主研制的10kHz OH-PLIF(Planar laser-induced fluorescence)系统实现超燃冲压发动机点火过程的可视化。在直连式脉冲燃烧风洞上开展了超燃冲压发动机自点火、电火花和激光诱导等离子体三种点火方式的火焰结构演变过程OH-PLIF测试,采集了时间间隔为100μs的高分辨率火焰图像,进一步计算得到火焰OH基荧光强度和火焰面积的时间演化特性及火焰质心发展轨迹。研究发现:三种点火方式的初始火核发展时间均小于1ms;点火过程中,火焰均先沿凹腔壁面向下游传播,在斜坡附近转向上游传播,火焰质心运动速度为100~450m/s;相对其它两种点火过程,自点火存在强烈振荡现象。研究表明,高频PLIF技术是发动机点火过程可视化最有潜力的手段之一,是发动机燃烧机理和设计方法研究的重要支撑。

摘要：针对超声速燃烧室火焰驻留时间短和高湍流度的特点,利用500 Hz高频OH-PLIF(planar laser induced fluorescence)技术,研究了氢燃料超声速燃烧室火焰结构,结合壁面压力,获得了点火、稳焰以及熄火过程的规律。结果表明:隔离段入口来流马赫数为2的情况下,氢气当量比0.1和0.3,在火花塞点火下,2 ms均能点燃并获得PLIF火焰图像,其中当量比为0.1凹槽内存在爆燃现象,火焰达到稳定燃烧状态较慢(约65 ms)。稳焰过程中,当量比为0.3燃烧相对不充分,燃烧区域更靠近下壁面,燃烧位置和火核位置变化较大。当量比为0.1和0.3,熄火时间均在6 ms内,其中当量比为0.1熄火时火焰是从凹腔中部传播到凹腔前缘位置熄灭并伴随有一个短暂火焰增强的过程,并且在传播至凹腔前缘时已接近熄灭,当量比为0.3在熄灭前则是慢慢变弱,最终在凹腔前缘至喷氢位置间熄灭。