摘要：针对地基微波辐射计反演对流层大气温湿廓线完全依赖于历史数据的问题,设计了一种新的反演算法和流程。在对历史探空数据的统计分析基础上,得到各层大气温湿参数经验范围。从经验库中随机构造一条大气温湿廓线作为初值,基于大气微波辐射传输模式MonoRTM模型,计算模拟亮温。比较计算值与实测亮温的接近程度,通过更新初值,不断迭代计算,逐步筛选出可行解,并通过设定大气温湿垂直递减率等约束条件,从可行解中约束出帕累托前沿。采用皮尔逊系数加权平均的方法,从帕累托前沿中得到全局满意解。研究结果表明,新建立的基于多目标遗传算法的不完全依赖于历史数据的对流层大气温湿廓线反演模型,有较好的自适应能力和鲁棒性,反演精度高。该模型可以满足微波辐射计在历史气象资料积累匮乏地区的使用需求。

摘要：为解决小型测波浮标电量储存有限,无法长期海上服役,以及须定期拖曳上岸进行人工充电,维护成本高的问题,设计一种新型太阳能测波浮标。基于光照面积计算,增设柔性太阳能电池板及其透明保护罩,且对太阳能板的固定方式进行,优化设计,利用Inventor软件建立三维仿真模型,在此基础上借助Maxsurf软件及HydroStar软件对模型进行稳性分析和水动力分析,生产样机并进行海试实验。海试结果显示,浮标下水后姿态良好,新增设太阳能电池板日均发电量可达5.29 Ah,满足浮标日常需求,浮标整体性能得到有效优化和提升。

摘要：随着船舶航海任务需求的日益增加,对小艇收放装置吊放小艇的安全性提出了更高的要求。为在气象多变、海况恶劣的海洋环境下安全收放小艇,通过对小艇收放装置波浪补偿功能的设计、实现和应用,该波浪补偿功能可保障小艇收放装置在4级海况下安全收放小艇,有效降低了海浪对小艇的冲击,提高了人和艇的安全性。

摘要：基于立式桶状精密减速器高精度检测仪现有结构,研究了测量扭矩引起仪器形变进而导致角度测量误差的现象及其规律。提出了扭矩、刚度和角度三结合标定方法,设计了基于加载扭矩变化的仪器刚度在线校准装置。基于PCSF算法实现了仪器刚度导致角度测量误差的实时专项补偿。解决了加载的测量扭矩变化影响仪器角度测量精度的难题。实验结果表明,补偿后扭矩变化导致的角度测量误差在±2″以内。

摘要：数字信号处理(DSP)是当前电子信息类专业学生必修的一门重要课程,其实验是理解和巩固理论的重要途经。但是当前的实验大都使用体积大且移动不便的实验箱,限制学生必须在实验室做实验,便携性和易用性不高。针对这一需求,研究设计了一款便携的“DSP口袋实验箱”。该实验箱集成两路模拟信号发生器及混频单元、高速高精度ADC采样单元以及TMS320VC5509A处理器、仿真器等模块。软件部分具备DSP课程的相关算法实验。设计的实验箱体积小、操作简便,便于学生在宿舍里开展实验。该设计对本科DSP实验教学便利化和激发学生深入研究学习具有较高的意义。

摘要：工业机器人在智能制造领域具有举足轻重的地位,其末端执行器位姿的重复性是衡量机器人完成精密作业能力的重要指标。本文针对机器人末端执行器的位姿重复性在线检测,提出了基于方向余弦的位姿重复性测量的理论模型。设计了一种基于改进的高斯曲线拟合(IGCF)算法和三次样条拟合-多目标粒子群-回声状态网络(CSF-PPSO-ESN)算法的位姿偏差检测方法。通过获取十字激光图像偏角和中心点位置,实现了机器人末端执行器位姿偏差的测量。实验表明,测量系统的位移测量精度为±1.5μm,角度测量精度为±2 arc-sec。本文所述的位姿重复性检测方法,为工业机器人末端执行器位姿稳定性的在线实时监测提供了参考。

摘要：海洋浮标受海洋动力环境影响产生运动,会对平台及仪器的可靠性产生影响,甚至会导致测量误差,影响海洋观测浮标工作安全性和数据质量,因而浮标运动姿态的精确测量研究具有重要价值和意义。本文通过搭建微型惯性测量单元(MIMU)与全球导航卫星系统(GNSS)结合的硬件系统,获取浮标运动姿态相关数据,并采用载波相位平滑滤波模型进行数据预处理,融合最小二乘降相关算法(LAMBDA)解算浮标姿态数据,获取高精度动态浮标姿态。经过摇摆台模拟比对实验,系统姿态角均方根误差小于0.5°,水平速度均方根误差小于0.05 m/s。通过实际海试实验,尤其是台风过境期间系统的测试结果,证明该系统工作稳定可靠,无数据发散现象,整体有效数据达到了95%以上。

摘要：设计了一种三方向激光分束及高精度指向调节系统,适用于钠荧光多普勒激光雷达高精度的激光光束方向指向控制,以便激光雷达在长距离观测的情况下实现信号的迅速、精确获取。根据光学系统的设计要求,阐述了用于高脉冲能量分束镜、反射镜的光学物理特性以及控制反射镜负载、方向应有的机械特性;采用6个高精度的步进电机结合6个高精度光学二维调节镜架能实现1.18°的角度行程,调节精度可达1.1',且重复定位成功率达99.3%,实验结果满足高能激光发射系统对控制反射镜的精度要求;测试分束后的激光能量损失为11.6%,满足钠荧光多普勒激光雷达的激光能量发射要求。并编写了一套用于激光雷达分束及高精度指向调节系统的控制软件,实现了系统的远程自动化控制。

摘要：为了进一步提高传统保偏光纤的双折射,设计了一种高双折射椭圆芯类矩形保偏光纤,该光纤具有一个椭圆芯和两个对称的类矩形应力区。采用数值模拟的方法,全面研究了类矩形应力区的尺寸和纤芯的椭圆度对保偏光纤双折射特性的影响。通过优化参数得到椭圆芯类矩形保偏光纤在1550 nm波长下的双折射为8.0794×10^(-4),与传统熊猫型保偏光纤的双折射相比增加了近一倍。此外,还研究了所设计光纤在C通信波段(1530~1565 nm)内双折射与波长变化的关系。该光纤结构简单,具有应用于光纤通信和光纤传感领域的潜力。

摘要：目前海洋的放射性监测受到越来越多的关注,针对海洋原位放射性监测技术中的探测器效率刻度难题,本文采用蒙特卡罗方法对NaI(Tl)探测器进行了模拟研究,建立了NaI(Tl)探测器的仿真模型,模拟了不同能量下的探测曲线,完成了对探测器的效率刻度并拟合了效率刻度曲线。在此基础上,本文给出了NaI(Tl)探测器的设计原理、构成及封装方法,并在青岛海域对研制的探测器进行了海上试验。海上试验显示,蒙特卡罗方法模拟的数据与海上试验数据有很好的一致性。研究结果表明,使用本研究的方法可有效解决放射性测量仪器的效率刻度难题,方便测量仪器的现场快速布放。