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最新刊期

2008 年第 5 期

现代应用光学

谐衍射红外双波段双焦光学系统设计
董科研,潘玉龙,王学进,孙强,王健,张德洋,徐长明,卢振武
2008, 16(5): 764-770.

摘要：利用谐衍射透镜相关特性，结合中波红外、长波红外的特点，以及变焦系统的基本原理，成功设计了仅含有四片透镜的红外双波段双焦光学系统。设计结果表明，系统具有100%冷光栏效率，在3.7μm～4.3μm的中波红外波段，光学传递函数在18lp/mm时大于0.7；在8.7μm～11μm的长波红外波段，光学传递函数在18lp/mm时大于0.5，均接近衍射极限。
关键词：光学设计;红外;谐衍射;双波段;变焦系统

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发布时间：2020-08-12
光线追迹方法在双折射滤光器误差分析中的应用
玄伟佳,王东光,邓元勇,张志勇,孙英姿
2008, 16(5): 771-777.

摘要：目的：对于采用双折射滤光器系统的太阳磁场望远镜，滤光器的研制质量直接影响透过谱线形状，进而影响太阳磁场的测量。方法：从单轴晶体的双折射性质出发，应用光线追迹方法，研究了滤光器系统中光的传播规律，将光线的传播方向、相位信息和振动状态用入射角、入射光方位角和晶体参量表示出来，结合偏振光的干涉原理，辅助计算机编程，分析了多种误差源对透过谱线形状的影响，为滤光器的研制提供了可靠依据。结果：通过与Evans离轴效应公式的对比，得到0.7%的最大相对误差，从而验证了本文方法的正确性。
关键词：偏振光学;透过谱线形状;光线追迹方法;双折射滤光器

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发布时间：2020-08-12
采用FDTD法计算复杂微转子所受的光力和光力矩
翟晓敏
2008, 16(5): 778-783.

摘要：微转子是MEMS中的一个重要组成部分。用光驱动微转子有很多的优点，例如非接触、无需导线和无摩擦等等。因此寻找有效设计、估计具有复杂形貌的微转子所受的光驱动力矩的方法显得十分重要。随着计算机计算能力的提高，使用光波动模型来计算复杂的转子受力情况已经成为可能。使用Matlab编写模块的化计算程序。其中时域有限差分法被用来分析微转子在光阱中散射光场的电磁场量，而麦克斯韦尔力学张量来计算微转子表面所受的力，进而的到旋转力矩。这一程序已经被用来分析计算了一个我们设计制造的一个微转子，并与实验进行了比较。

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发布时间：2020-08-12
近红外光谱无创血糖测量的极限检测浓度研究
罗云瀚,陈哲,陈星旦
2008, 16(5): 784-789.

摘要：检测极限浓度综合了光子传输的微观过程信息、漫反射光的统计性质和仪器设备的系统性能，降低检测极限浓度是无创伤血糖浓度测量的目标所在。通过分析血糖浓度变化对光学参数的两种作用及其对光传播的影响，针对皮肤中葡萄糖主要分布真皮层的特点，引入有效信噪比的概念，推导了血糖检测极限浓度与光源检测器之间距离、有效仪器信噪比之间的关系。针对不同个体在表皮和真皮厚度的差异，用蒙特卡洛方法研究了其对检测极限浓度的影响，讨论了光学测头设计的方案和适应性。结果表明，通过选择合适的光源检测器之间距离，来自真皮层的有效信号能超过50%；假定仪器信噪比为10000，可获得满足FDA要求的血糖检测极限浓度。
关键词：检测极限浓度;无创血糖测量;近红外光谱

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发布时间：2020-08-12

微纳技术与精密机械

基于双频Bode图的磁悬浮控制力矩陀螺转子弹性自激振动抑制用陷波器设计
魏彤
2008, 16(5): 789-796.

摘要：由于强陀螺效应和控制系统的高频滞后，磁悬浮控制力矩陀螺转子存在高频弹性自激振动，需要采用陷波器（Notch Filter－NF）进行相位校正和抑制，但是目前仍然缺乏有效的NF参数设计方法。本文提出一种基于双频Bode图的NF参数设计方法，采用双频Bode图分析转子弹性模态稳定性，得出不同转子转速下对NF相位校正角的要求，然后在保证转子章动稳定性的前提下优化设计NF参数。采用该方法设计的NF有效抑制了转子的弹性自激振动，使所研制的磁悬浮控制力矩陀螺稳定升速到20000r/min，验证了该方法的实用性和有效性。
关键词：控制力矩陀螺;磁轴承;弹性模态;自激振动;陷波器;双频Bode图

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发布时间：2020-08-12
基于精度与承载能力的谐波传动多目标优化设计
钟健
2008, 16(5): 797-801.

摘要：本文针对实际工程中谐波齿轮传动系统对其精度、承载能力及柔轮疲劳强度的综合性能要求，提出了以啮合侧隙、啮入深度、柔轮疲劳应力为目标函数的多目标优化设计方法，并将实际系统的相关性能要求范围转化为线性加权法的权系数，从而平衡和满足了不同系统对谐波齿轮传动不同的性能要求。保证了谐波传动既能获得最佳的传动工作性能，又能具有良好的工作可靠性。
关键词：谐波齿轮传动;多目标优化设计;乘子法

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发布时间：2020-08-12
微型平台组合导航信息分配新方法
王浩
2008, 16(5): 802-808.

摘要：摘要：针对微型平台组合导航系统，在分析以往的信息分配方法的基础上，提出了一种新的信息分配方法。利用阈值构造了故障概率计算公式，按照各个子系统故障概率进行信息分配。设计了IMU、GPS、ADS及超声波构成的组合导航系统，在新的信息分配方法下进行仿真。实验表明：该方法在子系统出现故障时能有效提高系统的容错性能，并改善导航精度。并且采用在线调整阈值的方法能够很好的降低误报率和漏报率。

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发布时间：2020-08-12
应用有限体积法空气静压导轨力学特性的研究
叶树亮,李东升
2008, 16(5): 809-814.

摘要：空气静压润滑是精密工程领域的关键技术之一，润滑气膜的压强分布、承载能力、刚度等力学特性是决定导轨稳定性的主要因素。目前，空气静压导轨设计中常采用简化雷诺方程的工程计算方法，存在静态性能误差大的特点。本文针对润滑气膜的压强分布规律、承载力等主要力学特性参数进行研究。基于节流孔出射气流为冲击射流，引入计算流体力学的有限体积法，应用理想气体等温条件下的k-ε模型封闭控制方程组对润滑气膜的力学特性进行数值分析，得出不同气膜厚度下空气静压导轨工作面上的压强分布规律。数值结果表明：导轨内气膜从节流孔沿工作面到导轨边缘的压强分布规律非雷诺润滑方程所给出的均匀递减变化，而是在节流孔附近存在半径约为500µm的负压区、峰值约为0.05MPa；在静压导轨气膜厚度与承载力分析的基础上，指出气膜与导轨间的气固耦合所引发的导轨弹性自激振动是空气静压导轨实现纳米级定位的主要制约因素。
关键词：有限体积法;气膜力学特性;空气静压导轨;气固耦合;压强分布

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发布时间：2020-08-12

信息科学

一种新颖的人脸图像超分辨率技术研究
吴炜
2008, 16(5): 815-821.

摘要：本文针对基于学习的人脸图像超分辨率技术进行研究，采用多分辨率的幻觉脸算法。针对Baker方法（文献[1]）建立的图像金字塔提取高频细节不够丰富的缺点，采用Kirsch算子提取高频特征。它与Baker的一阶、二阶灰度算子结合，能够提取更多的图像信息，使得匹配更为准确。另外将流形学习中的LLE算法思想引入匹配复原过程中，使复原结果获取更完备的高频信息。实验结果表明，本文预测得到的先验模型更为准确，使得最终复原的人脸图像具有更好的视觉效果。
关键词：基于学习的超分辨率;幻觉脸;Kirsch算子;流形学习;局部线性嵌入

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发布时间：2020-08-12

全国第六届精密工程学术研讨会专栏

激光等离子体X射线极化光谱研究
王洪建
2008, 16(5): 822-826.

摘要：为了诊断激光等离子体X射线的极化光谱，研制了一种新型的基于空间分辨的极化谱仪。将平面晶体和球面弯晶色散元件在极化谱仪内正交布置，即在水平通道用PET平面晶体作为色散元件，而在垂直通道用Mica球面弯晶作为色散元件，球面半径为380mm。信号采用成像板进行接收，有效接收面积为30×80mm，从等离子体光源经晶体到成像板的光路约为980mm。物理实验首次在中国工程物理研究院激光聚变研究中心“2×10J激光装置”上进行，成像板获得了铝激光等离子体X射线的光谱空间分辨信号。实验结果表明该谱仪具有较高谱分辨率，适合激光等离子体x射线极化光谱的诊断。
关键词：晶体谱仪;光谱测量;X射线诊断;激光等离子体

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发布时间：2020-08-12
基于全息图放大的数字全息显微结构测量
于瀛洁,倪萍
2008, 16(5): 827-831.

摘要：针对典型预放大数字显微全息光路中存在的二次位相误差，本文设计了基于全息图放大的数字全息显微光路。此设计中，光束首先照射透明显微物体，然后与平行参考光干涉，形成全息图，最后经显微镜获得放大的全息图。这种光路从系统上直接消除了主要由球面波引起的位相畸变，有利于数字处理及实时化。作者以位相光栅(30 lines/mm，槽深约0.3 µm)作为实验样本，对此光路进行了分析研究，并分别用菲涅耳近似法和卷积法再现单幅全息图，同时获取了物体的强度信息和三维位相信息，位相深度的计算结果为0.27 µm。结果表明本文设计的光路对二次位相产生的离焦误差有明显的抑制作用。
关键词：数字全息;显微全息;全息图放大;相位物体

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发布时间：2020-08-12
LED封装光学结构对光强分布的影响研究
屠大维
2008, 16(5): 832-838.

摘要：从发光二极管的发光原理及结构出发，建立了发光二极管的光学模型，获得了发光二极管的光强分布曲线，并与实际测量数据进行了比较。通过改变模型中反光碗的张角、支架的插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸，得到不同结构参数下的光强分布。实验结果表明：反光碗张角、支架插入深度、封装环氧树脂折射率以及透镜尺寸对LED光强分布的影响有一定的规律性。这些规律对生产特定光强分布需求的LED具有实际的指导意义。
关键词：发光二极管;光强分布;光学模型

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发布时间：2020-08-12
静电致动硅膜板的宏模型建立方法
林谢昭,应济,陈子辰
2008, 16(5): 839-844.

摘要：器件宏模型技术是MEMS系统设计和系统级仿真的关键技术。为了建立静电致动硅膜板的宏模型，在模态有限元分析的基础上，利用多维非线性函数拟合方法，将由数值计算得到的板的动能、弹性能和电容写成以模态广义坐标表示的解析式。导出双模态坐标下的静电微板的动力学特性方程，即宏模型。利用该宏模型研究了器件的静态、动态特性，并与有限元计算结果比较。表明，用模态坐标表达的动态宏模型能够考虑残余应力、大变形、静电力等非线性因素的影响，大大地减少了计算费用，而且具有足够的仿真精度。
关键词：宏模型;模态分析;静电驱动;微机电系统

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发布时间：2020-08-12
热压成型装备精密温控研究
贺永,傅建中,陈子辰
2008, 16(5): 845-850.

摘要：为了提高热压装备的温度控制精度，采用热电致冷器作为温度控制的主控元件构建了热压成型系统。针对热电致冷器呈现的复杂热电特性，在对其模型进行小信号线性化的基础上，获得了热电致冷器的控制模型。结合传统PID控制和模糊控制的优点，根据热电致冷器的非线性和可能的不确定性因素，建立PID参数自调整的推理规则，设计了热压成型装备温控的模糊PID控制器。阶跃响应实验表明该温控系统具有良好的动态性能和稳态品质，其升降温速度不小于1℃/s，温控精度可达0.2℃,满足热压成型装备精密温控的要求。
关键词：热电致冷器;模糊PID;热压

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发布时间：2020-08-12
新型2-DOF高加速定位平台的动态性能研究
李娟,刘延杰,孙立宁,马立
2008, 16(5): 851-855.

摘要：微电子封装业的迅速发展对封装设备中的运动定位平台的运行速度以及加速度的要求越来越高，研制新型高加速精密定位机构成为十分迫切的任务。针对这种需求，提出一种新型2-DOF平面并联定位机构，它由直线电机直接驱动含有平行四边形支链的并联杆机构来实现末端平台平面内的平动。采用Largrange方程建立了动力学模型，然后基于奇异值理论得到了机构的速度与加速度极值表达式，分析了平台在关节速度限制下的速度特性，以及在关节力矩限制下平台的加速能力。分析结果表明此定位平台运动最大速度最差可达0.8m/s；最大加速度最差可达12g，最好情况下可达14g。实验验证此定位平台具有高加速度的运动特性，可达上述速度与加速度指标。
关键词：定位机构;动态性能;高加速度

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发布时间：2020-08-12
动态非线性压电驱动机电耦合动力学系统建模及其宽带高精度位移控制系统研究
宾洋,陈恳
2008, 16(5): 856-869.

摘要：摘要：研究了压电陶瓷驱动器的复杂非线性滞回动力学系统建模及其位移跟踪控制问题。首先采用状态空间方程，建立了一种新型压电驱动机电耦合动力学系统集总参数（Piezo-actuated Electromechanical Coupling Lumped Parameter－PECLP）模型。该模型首次将动态本征非线性集成到压电叠堆的滞回特性中，并兼顾考虑了驱动器中弹性和运动部件的动力学特性。在此基础上，利用微分几何的输入输出线性化方法，导出了一个简化的线性规范型子系统。根据该子系统，设计了一种基于LQ方法的非线性位移跟踪控制系统。与现有控制系统的对比仿真结果表明，本文提出的控制系统不仅消除了驱动器的稳态定位误差，有效的实现整体动态性能的最优化, 而且将其在-3dB的截止频率从638Hz扩展到5217Hz，频带宽度提高了将近一个数量级。较好的改善了驱动器的高速频响特性。
关键词：关键词：压电驱动;机电耦合;动态非线性滞回特性;输入输出线性化;位移跟踪控制

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发布时间：2020-08-12
超磁致伸缩微位移执行器的矢量阻抗分析模型
王晓煜,贾振元,王福吉
2008, 16(5): 870-877.

摘要：超磁致伸缩微位移执行器应用于精密、超精密加工场合时，执行器系统易受外负载影响，且在动态工作状态下会产生磁滞和涡流等效应，引起工作性能发生改变。应用线性压磁方程，机电换能方程和阻抗分析理论建立超磁致伸缩执行器的矢量阻抗分析模型。模型中将执行器系统的矢量阻抗分为机械导纳和电气阻抗两部分讨论，在机械导纳中引入负载影响，将压磁系数定义为复常数，模拟磁滞效应；在电气阻抗中，通过在求解的超磁致伸缩材料内部磁场引入涡流影响项来模拟系统的非线性特性；两部分之和得出超磁致伸缩微位移执行器系统的矢量阻抗。试验结果显示模型计算的系统矢量阻抗值与测量值间幅值误差约7%，相位误差约7.7%,表明所建立的模型能够近似描述系统在精密加工场合时的阻抗特性，可为超磁致伸缩微位移执行器的设计、控制和性能优化提供指导。
关键词：超磁致伸缩微位移执行器;磁滞;涡流;矢量阻抗

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发布时间：2020-08-12
BP神经网络补偿并联机器人定位误差
马立,于瀛洁,程维明,荣伟彬,孙立宁
2008, 16(5): 878-883.

摘要：为减小机构末端定位误差，提高机器人运动精度，分析了所开发的6-DOF精密并联机器人末端位姿的误差来源及以往误差补偿方法的局限性。通过实际测量末端位姿，在精密定位的局部工作空间内，提出了基于BP神经网络的机器人关节空间误差补偿方法。确定了BP神经网络模型，建立了误差补偿的数据样本，并对数据样本进行了标准化，通过实验对比的方法确定了隐层神经元的个数，同时对网络的推广能力进行了验证。经过误差补偿，6-DOF精密并联机器人的平移定位误差下降了80%，转角定位误差下降了60%。该实验结果表明，基于BP神经网络的误差补偿方法对机器人局部工作空间的补偿具有明显的效果，满足精密并联机器人工作的精度要求。
关键词：误差补偿;并联机器人;BP神经网络

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发布时间：2020-08-12
利用补偿提高精密定位平台的定位精度
程维明,孙麟治
2008, 16(5): 884-888.

摘要：系统误差在较大程度上影响精密定位平台的定位精度，必须采取适当措施进行消除。反相补偿法可以大幅度消除系统误差的影响，是一种易行有效、花费较少的补偿手段。运用反相补偿法原理，从误差曲线中分离出系统误差并与其反相曲线叠加以消除系统误差的影响。给出了对精密定位平台宏动工作台和微动工作台进行补偿的具体实例，补偿后定位精度分别从17.4μm提高到1.3μm和从137.6 nm提高到22.2nm。理论分析和实验结果都表明，反相补偿法对于降低系统误差十分有效，但对于随机误差效果不佳。
关键词：精密定位工作台;反相补偿法;系统误差

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发布时间：2020-08-12
驱动方式对微流体陀螺仪输出信号的影响
赵燕,苏岩
2008, 16(5): 889-893.

摘要：目的：针对微型热对流陀螺仪敏感输出信号非常微弱、不易测量的特点，本文给出了不同驱动方式下输出信号的检测及其对输出信号产生的影响。方法：首先，分析了微流体陀螺仪传感器的工作原理，接着，给出了直流电压驱动和交流电压驱动时的信号检测方案。直流电压驱动时，敏感到直流流速，经过差动电桥放大后，可得到输出电压。交流电压驱动时，可敏感到交流流速，用相干检测方法提取出有用信号，通过低通滤波器、放大器，最终得到直流电压，该电压信号正比于外界输入角速度。结果：实验数据分析可得：直流电压驱动时输出信号线性度为1.62％，零位电压不断升高，交流电压驱动时输出信号的线性度达0.113％，零位电压较稳定。结论：在零位电压稳定性、线性度两方面交流电压驱动方式性能更优。
关键词：微流体陀螺;驱动;测量

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发布时间：2020-08-12
硅微陀螺仪的机械耦合误差分析
施芹,裘安萍,苏岩
2008, 16(5): 893-898.

摘要：机械耦合误差是硅微陀螺仪的主要误差之一，为了向减小或消除机械耦合误差提供理论依据，研究了机械耦合误差的产生机理。本文以z轴硅微陀螺仪为研究对象，以动力学方程和矩阵理论为基础，分析了由于加工非理想性产生的不等弹性、阻尼不对称和质量不平衡产生的误差信号，建立了机械耦合误差信号的数学模型，并定量分析了z轴硅微陀螺仪样品的机械耦合误差信号。结果表明，机械耦合误差信号包含了正交耦合误差和与有用信号同相位的误差信号，其中正交耦合误差为主要误差信号，且主要由不等弹性产生。最后，测试了z轴硅微陀螺仪的正交耦合误差信号，为342.59 º/s，且与理论结果相吻合。因此，抑制和补偿正交耦合误差是减小机械耦合误差的关键技术之一。
关键词：硅微陀螺仪;机械耦合误差;正交耦合误差

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发布时间：2020-08-12
数字全息相位再现误差分析及抑制技术
周文静
2008, 16(5): 899-906.

摘要：为实现基于数字全息的三维轮廓测量，本文探讨了菲涅耳近似算法实现数字全息相位再现的误差及抑制技术。首先理论分析了基于菲涅耳近似算法实现全息相位再现所包含的误差项，然后计算机模拟了数字离轴全息图的记录和相位再现结果，在此基础，模拟分析了离焦误差、数字再现光波误差及样本深度对相位再现的影响。针对记录参考光波和光学器件所引入的相位误差及其不定性，本文提出利用相位相减全息图处理方法加以消除，并给出了实验结果加以验证。模拟分析结果表明，菲涅耳近似算法误差、离焦误差、数字再现光波倾斜误差、解包裹错误对相位再现结果都有不同程度的影响。若获得高精度的再现结果，对记录过程、再现参数选择和处理方法都要进行严格控制或适当的选取。
关键词：数字全息技术;三维结构测量;菲涅耳近似再现算法;误差分析;误差抑制

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发布时间：2020-08-12
激光制导测量机器人几何误差分析
闫勇刚,欧阳健飞,马强
2008, 16(5): 907-911.

摘要：目的: 为了实现对工件进行自动高效地测量,建立了激光制导测量机器人系统,研制了测量机器人样机。对测量机器人的光靶自动跟踪装置旋转轴偏心误差和光靶与两轮中心连线误差进行了研究。方法:首先,介绍了基于“光束运动-光靶跟踪”理论的激光制导测量机器人技术和原理。接着，根据系统原理，研制了实验样机，并给出其理想的几何关系。然后，推出了旋转轴偏心误差和光靶与两轮中心连线误差几何误差数学模型。最后，利用三坐标测量机与激光制导测量机器人系统对样机进行了比对实验。结果：实验结果表明：光靶中心偏离理想位置的误差（x轴）为0.13mm。结论：对激光制导测量机器人移动反馈控制系统的设计和实现具有指导性作用。
关键词：误差分析;激光制导;测量机器人;跟踪测量

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发布时间：2020-08-12
基于ARM920T模块的深孔表面粗糙度检测装置
张仁杰
2008, 16(5): 912-916.

摘要：在汽车工业生产现场，需要一种可对零部件深孔表面粗糙度实施检测的小型仪器。该仪器应能实现多点自动检测、复杂的数据处理、较好的图形显示功能，必要时还应能根据不同工件参数改写测试运行控制程序。过去研制的具有如此多功能的仪器，体积结构均比较庞大，难以在生产现场采用。以ARM920T为核心的嵌入式模块取代一般微型计算机，实现机电结构紧凑的整体设计，可在实现各种复杂功能的同时,降低仪器成本、提高运行可靠性、缩小体积，以适合工业现场使用。文中给出了检测装置的整体设计、嵌入式模块硬件电路接口、多点粗糙度综合参数的描述与计算方法等。该检测装置可对F16mm~25mm长度为120mm~180mm的内孔表面，实施多达32条母线512点的自动检测。经实际测试验证，该检测装置的极限误差小于5%，满足工业生产现场的需要
关键词：测试技术;粗糙度检测;深孔检测;嵌入式系统;ARM处理器

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发布时间：2020-08-12
三维物体空间再现技术中的全息图计算
郑华东,于瀛洁,程维明
2008, 16(5): 917-924.

摘要：全息空间再现技术可以记录三维(3D)物体并在空间重构出三维像，是真实地再现三维场景的一种新的可行方法。三维物体全息图的计算是全息空间再现技术中的关键技术之一。本文在简要论述三维物体计算全息技术的理论基础上，对具有代表性的三维物体全息计算方法的原理和技术要点进行了重点论述。采用了层析法、菲涅耳波带法、多视角投影合成全息法等三种方法进行了三维物体全息图的计算，并利用LCR-2500空间光调制器及650 nm的150 mW半导体激光器对层析法计算的三维物体全息图进行了光电再现，对其它两种方法获得的三维物体全息图进行了数值再现，并三种计算方法各自的特点和局限性进行了具体的分析。在对目前三维物体计算全息技术中存在的硬件和算法等关键问题进行分析的基础上，讨论了提高三维物体计算全息图的效率和质量的有效途径。
关键词：计算全息图;计算算法;三维全息显示;数值再现;光电再现

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发布时间：2020-08-12
针对重复图案晶片自动检测的新方法
吴黎明,崔山领,王立萍,刘润予
2008, 16(5): 925-930.

摘要：具有重复图案阵列的IC在整个芯片中占有较大的比例，针对此类IC的结构特征，提出一种基于旋转不变子空间技术（ESPRIT）算法的自比较模板匹配缺陷检测方法。首先应用ESPRIT算法精确计算出重复图案中结构块的大小，然后将图像中所有结构块对应位置的像素值平均，计算出标准结构块。再根据显微镜视野大小将标准结构块进行扩展形成标准模板，通过比对实现缺陷检测。试验结果表明：采用ESPRIT算法求取结构块大小，具有较高的速度和精度，能够满足IC检测实时性要求。算法的计算复杂度为O(N的3/2次方) ，精度可以达到0.04个像素。
关键词：IC晶片;自比较模板匹配;ESPRIT算法

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发布时间：2020-08-12
交流电机控制系统的FPGA接口设计
秦连城,冯其云,张旭,王展英
2008, 16(5): 931-936.

摘要：摘要: 本文采用FPGA进行了交流电机控制系统的硬件接口设计。在本文中设计了数字量采样电路、键盘及显示器接口电路和译码电路，由于FPGA是由硬件并行处理，不占用CPU的时间，所以采用FPGA后可以大大提高控制系统的效率和性能。采用FPGA或采用FPGA和DSP相结合的硬件控制系统可以提高系统的性能。使用硬件描述语言对FPGA进行编程可实现其所需要的功能，通过实验证明了该方法的可行性。
关键词：FPGA;DSP;采样电路;译码电路

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发布时间：2020-08-12
基于Kalman滤波的视觉预测目标跟踪及其应用
赵其杰,屠大维,高健,黄志华
2008, 16(5): 937-942.

摘要：为了使得护理服务机器人实现一种平滑、柔顺的任务执行过程，建立了基于图像处理的视觉信息感知的几何模型，提出一种基于Kalman滤波预测估计的视觉信息感知方法，并据Kalman滤波理论建立了对包括机器人终端手抓等目标状态进行预测跟踪的模型，同时利用建立的模型在护理服务机器人系统中进行了试验研究，试验结果表明所提出的方法可以较好的对目标状态进行预测估计，通过“预测—校正”可以实现一种快速准确的视觉信息感知。该方法应用在护理服务机器人系统中可以减少视觉通道反馈信息的时间滞后问题，增强了人机对话和信息感知能力。
关键词：kalman滤波;视觉预测;目标跟踪;服务机器人

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发布时间：2020-08-12
二维非相干OCDMA系统信息侦听技术的研究
潘武
2008, 16(5): 943-950.

摘要：传统的能量侦听不能对采用二码键控调制方式的OCDMA系统实施有效信息截取；而多用户侦听多为采用多用户条件下等待出现单用户情况后进行信息截取，当系统用户容量较大时此方法缺乏实时性。本文以二维非相干光码分多址（OCDMA）系统为例，针对以上问题分别设计了不同的信息侦听方案，开展信息侦听技术探讨。首先，假设窃听者对整个系统的编/解码方式、地址码字的构造方式、系统的传输速率以及采用的频率片数量、大小等信息有足够的了解；然后，利用光电检测技术获取OCDMA系统中光信号在不同波段、不同时间的能量分布情况；最后，利用获取的能量分布矩阵可以有效地破译出系统中存在的地址码字。分别将两种侦听方案在利用Optisystem和Matlab软件搭建的二维非相干OCDMA软件平台上进行分析，其中系统采用了7个用户和7组二维地址码。分析结果表明，两种侦听方案均能有效的破译出用户的地址码字，实现对整个系统的信息窃取。可见二维非相干OCDMA系统仍然存在安全性问题。
关键词：信息侦听;非相干OCDMA系统;二维RS码;地址码

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发布时间：2020-08-12
基于CMAC数据融合模型的图像融合算法与性能分析
林绪虹,刘桂雄
2008, 16(5): 950-956.

摘要：提出了基于CMAC数据融合模型的复杂智能图像融合算法，既可实现同质图像融合也可以实现异质图像融合，具有实现任何图像融合模型映射和逼近的能力，具有原理简单、易实现的特性；并设计了一个图像模型仿真实验，对所设计的融合算法进行验证与分析。实验结果表明：CMAC图像融合算法的融合效果比加权融合等方法更能有效地逼近真实的融合模型，与原始实验图像的误差值远小于其他方法的误差值，且具有实时性的优点。
关键词：多传感信息融合;图像融合;CMAC

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发布时间：2020-08-12
网络化测控平台选播运行模式策略研究
洪晓斌,刘桂雄
2008, 16(5): 957-965.

摘要：针对IPv4网络化测控平台中存在的实时性、网络负载均衡等需改进方面问题，提出将新一代IPv6网络引入测控平台，重点研究IPv6新的运行模式（即选播模式）在测控网络中运用策略，探索IPv6选播运行模式来提升搭建平台网络性能。通过融合测控选播模式数学模型并用D-S证据理论进行决策推导，将网络仿真软件OPNET结合工业现场状况，较准确模拟实验环境，IPv6选播运行模式与IPv4原有运行模式相比，网络时延从0.512ms降低到0.295ms，性能得到了很大的提升。论文介绍实验方法为研究新一代测控网络提供了新思路。
关键词：选播模式;IPv6;D-S证据理论;测控平台

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发布时间：2020-08-12
基于磁流耦合效应的传感结构优化分析
徐晨,刘桂雄,张沛强,蒲尧萍
2008, 16(5): 965-972.

摘要：磁流体是一种新型兼有磁性物体和流体特性的纳米功能材料，磁性体浸入磁流体具有近似真空中的零重力条件下自悬浮能力。基于该惯性传感原理研制的新型传感器，在传感结构上可以避免直接的机械接触，减少机械阻碍或摩擦。在传感结构中，磁流耦合效应对传感性能影响显著，通过分析固壁界面效应、评价阻尼影响因素，实现运动块位移减少是传感结构优化关键因素。基于经典流体动力学理论，视磁流体为非极性流体，联解耦合效应下磁流体力学方程。对理论方程进行分步建模，建立不同域积分变量，对不同结构传感运动块进行磁流阻力分析数值计算。数值计算及实验结果表明，在磁性控制下粘度对流阻影响幅度较大，多槽结构在减少极端压差的同时能够补偿流阻损失，可以实现增阻减少位移效果。
关键词：磁流耦合;传感结构;数值分析

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发布时间：2020-08-12

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