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最新刊期
2010 年 第 7 期
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类Golay6稀疏孔径结构
摘要：分析了Golay稀疏孔径结构阵列,在正三角形网格分布的基础上,找出Golay结构子孔径非冗余分布的规律,提出了一种类Golay6新型稀疏孔径结构。按照一维阵列排列及其非冗余分布的规律,类Golay6结构的子孔径在光瞳面上按三角形网格分布在正三角形的边长上,推导出类Golay6调制传递函数(MTF)公式,给出MTF分布,并且与Golay6结构进行了比较。结果显示,类Golay6结构的MTF分布均匀,最大截止空间频率与Golay6结构的相等,实际等效口径比大于Golay6结构9.1%。另外,类Golay6子孔径排列比Golay6结构的简单,是一种非冗余的新型稀疏孔径结构。关键词：光学望远镜;稀疏孔径;光瞳结构;调制传递函数- 58
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发布时间：2020-08-12 -
应用多模式组合加工技术修正大口径非球面环带误差
摘要：为了满足大口径非球面光学元件加工的需求,提出了用多模式组合加工(MCM)技术修正大口径非球面反射镜环带误差的方法。本文讨论的MCM技术以经典加工工艺为基础,采用抛光盘的多工位加工和抛光模式的组合完成光学元件的抛光,实现对光学表面中低频段误差的有效控制。介绍了MCM技术的重要组成部分JP-01抛光机械手的工作原理,分析了MCM的工作模式。采用MCM技术对Φ1 230 mm的非球面反射镜进行环带误差的修正,给出了镜面面形检测结果。实验结果表明,MCM技术可以有效地控制光学表面的中低频误差,使光学表面误差得到有效收敛,从而显著提高抛光效率。目前,采用MCM技术加工1~2 m口径的同轴非球面,其精度可以达到30 nm(RMS)。关键词：大口径光学元件;环带误差;多模式组合加工;机械手- 53
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发布时间：2020-08-12 -
980 nm半导体激光器双布拉格光纤光栅波长锁定器
摘要：提出了优化由两个均匀布拉格光纤光栅组成的980 nm半导体激光器波长锁定器的方法以满足光纤放大器对半导体激光器的性能要求。运用耦合模理论推导了双布拉格光纤光栅(FBG)的透射率和反射率的解析表达式和波长锁定器增益方程。研究了两光栅之间的距离、光栅到激光器前端面的距离、光栅折射率、光栅折射率周期、光栅栅长和温度对激光器增益曲线的影响,并通过优化这些参数来达到最佳的锁模性能。测量了带双FBG波长锁定器的非致冷半导体激光器的输出光谱和出纤功率。实验结果表明:高功率非致冷980 nm半导体激光器在0~70 ℃时的波长漂移为0.5 nm,边模抑制比达45 dB以上,半峰值全宽度＜1 nm。经优化设计的980 nm半导体激光器FBG波长锁定器可满足光纤放大器对非致冷半导体激光器大功率、长寿命、高可靠性、小尺寸等性能的要求。关键词：980 nm半导体激光器;双布拉格光纤光栅;波长锁定器;边模抑制比- 47
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FY-3A太阳辐射监测仪的程控设计与实现
摘要：介绍了载于FY-3A气象卫星用来监测太阳辐照度变化的太阳辐射监测仪(SIM)的工作原理,描述了该监测仪的系统组成和工作模式。SIM由3台相同的太阳辐照绝对辐射计(SIAR)按一定角度排列构成测量三通道,3个通道可单独或同时进行测量,对获得的数据进行对比、查验和校正。分别介绍了太阳辐射监测仪的3种工作模式,即通道自测模式、太阳辐射测量模式和冷空间测量模式,在此基础上对其执行的在轨运行任务进行了分析说明。讨论了程控设计要点与实现,给出了SIM采用各测量模式获得的遥感数据。FY-3A太阳辐射监测仪从2008年6月开始执行在轨测量,得到的实验结果表明,设计的测量模式合理,运控参数有效,全部软件功能均已实现,测量得到的太阳辐照度与同国际同期卫星SORCE/TIM的测量数据在0.2%以内相符。关键词：FY-3A卫星;太阳辐射监测仪;太阳辐照绝对辐射计;程控设计- 66
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全光纤MZI型三信道波长交错滤波器的改进
摘要：为改善全光纤三信道波长交错器的输出特性,提出了一种不对称结构的三光纤臂Mach-Zehnder干涉仪(A-MZI),这种光纤干涉仪由一个一字型3×3 单模光纤耦合器和一个品字型3×3 单模光纤耦合器以及三条光纤干涉臂组成,其中一字型3×3 单模光纤耦合器作为输入耦合器,品字型3×3 单模光纤耦合器作为输出耦合器。推导了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟。模拟结果表明,与常规的全光纤MZI型三信道波长交错器(C-MZI)相比,本文提出的交错滤波器的信道间功率旁瓣降低了约13.6 dB,并且具有对器件参数偏差不敏感等优点。用光纤熔融拉锥法实验制作了该器件,实验结果与理论分析吻合得很好,实验样品的信道间功率旁瓣值<－34.6 dB, 插入损耗< 1.0 dB,信道隔离度>30 dB。关键词：光纤光学;光纤耦合器;交错滤波器;Mach-Zehnder干涉仪;波分复用- 64
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离轴三反宽视场空间相机的辐射定标
摘要：离轴三反(TMA)光学系统是目前最先进的空间对地观测相机的光学系统。本文在分析离轴TMA宽视场空间相机成像机理的基础上,针对其光学系统光路和结构的特点,提出了分视场定标和利用特殊开口形状积分球的全视场定标两种方案,并采用两种定标方案分别对离轴TMA宽视场空间相机两个不同阶段的样机进行了实验室辐射定标,定标结果表明两种方案切实可行,满足该相机实验室辐射定标要求。通过对提出的两种实验室辐射定标方案优缺点的分析,得出两种定标方案不同的使用条件,结果显示两种定标方案的定标精度分别为1.68%和1.89%。关键词：离轴三反(TMA)系统;空间相机;辐射定标- 50
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标准漫反射板绝对反射比因子测量装置
摘要：分析和研究了测量绝对反射比因子的原理,设计、制作了一套可以测量光源入射照度和反射辐亮度的比辐射计和一套45°/0°漫反射板绝对反射比因子测量装置。首先,使用比辐射计测量光源的入射照度和反射辐亮度,给出漫反射板绝对反射比因子的计算公式;然后,根据推导公式中辐射亮度由测量比辐射计的光阑面积决定,提出一种新的光学方法来精确测量光阑面积,从而提高测量精度。最后,介绍了测量装置的设计和其它部件的制作过程。采用该装置实验测量了安徽光学精密机械研究所研制的标准漫反射板在633~960 nm的绝对反射比因子,得到的装置的测量不确定度为0.19％。实验结果表明,该测量装置测量方法简单、精度高,可以满足反射比因子的测量要求。关键词：辐射定标;辐射亮度;辐射照度;绝对反射比因子;漫反射参考板- 48
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高对比度低压驱动全息聚合物分散液晶光栅
摘要：为了降低全息聚合物分散液晶光栅的驱动电压并提高其对比度,基于偏振原理设计了一种新型电调谐光栅。对传统的全息聚合物分散液晶(HPDLC)光栅进行了基板表面取向处理,加强液晶的均一排列程度,消除了液晶区域内的散射;然后,在光栅前面放置扭曲向列(TN)偏振调谐器,通过调节入射光的偏振方向,实现光栅内液晶折射率的变化,进而改变与聚合物折射率的差别,实现衍射强度的调谐。实验结果表明:光栅的阈值电压降低到了0.75~0.8 V,对比度提高到了245∶1,是传统HPDLC光栅的6~7倍,同时也大幅降低了散射损失且稳定性良好,可满足高端光学设备及显示产品方面的需求。关键词：全息聚合物分散液晶光栅;扭曲向列(TN)模式;阈值电压;对比度- 80
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基于眼模型的非球面眼底荧光相机的设计
摘要：运用非球面光学理论,设计了一款基于Gullstrand-Le Grand眼模型的便携式非球面眼底荧光相机。该相机根据滤光片选择原则,选用Nikon公司的B-2A滤光组合作为滤光系统进行光谱滤光;为避免角膜中心较大曲率引起的杂散光,采用环形光阑和共轴式照明相结合的照明方式实现眼底均匀照明;摄影系统中引入眼模型结构,综合校正了人眼及系统的像差,实现了全视场20×106 pixel的高清晰成像。该摄影系统包含有2个非球面结构,使系统由9片镜结构简化为7片镜结构。实验结果表明,该相机具有较大的调节能力,对-12~+12 m-1的人眼普遍适用,其视场角为30°,像面成像分辨率为120 lp/mm,畸变值＜3.9%。非球面光学元件的使用,有效地简化了系统,减小了系统体积和重量,提高了成像质量。关键词：光学设计;眼底荧光造影;相机;眼模型;非球面- 58
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拼接镜主动光学共相实验
摘要：考虑拼接望远镜子镜之间保持共相位可使拼接镜达到衍射极限,本文建立了一套主动光学实验系统来测量和调整拼接镜子镜之间的相位差和精度以实现子镜之间的共相位。拼接镜由3块正六边形球面子镜组成,子镜对边长为300 mm,曲率半径为2 000 mm。首先,使用Shack-Hartmann传感器和高精度微位移平移台使子镜之间精确共焦,使用球径仪调整子镜之间的高度差到微米量级;然后,运用白光斐索干涉原理对子镜高度差进行调整;最后,运用子孔径衍射原理测量子镜之间的高度差,并调整使其共相位。为了验证标定效果,对光纤光束进行了成像实验,受光纤直径的限制,拼接镜上用于成像的口径为100 mm。实验结果显示,白光斐索干涉的测量精度优于100 nm,子孔径衍射的测量精度优于16 nm,共相位标定后,系统能够实现衍射极限成像,表明提出的方法适用于拼接望远镜的共相位标定。关键词：望远镜;拼接镜;共相位;白光斐索干涉;子孔径衍射- 50
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日盲紫外-可见光双光谱照相机系统
摘要：为准确检测电晕放电的位置和强弱,考虑电晕放电会发出日盲紫外波段(240~280 nm)光,对这一波段的目标进行检测可以避免太阳光的干扰这一特点,研制了一种基于分光方式的日盲紫外-可见光双光谱照相机。设计了一种孔径为68 mm、焦距为180 mm的高分辨率折反射结构的日盲紫外镜头,并设计了基于TMS320DM642的DSP芯片的图像处理电路。借助DSP／BIOS实时内核和RF5框架,实现了图像采集、图像输出显示、和压缩存储任务的调度,采用加权平均算法实现了图像融合。在阳光强烈的夏天对90 m处的汞灯紫外点光源和背景进行了野外成像实验,获得了较为清晰的紫外图像、可见光图像以及合成图像。此外,提出了相机的改进建议。关键词：日盲紫外可见光双光谱照相机;折反射镜头;DM642;图像融合- 71
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紫外全息闪耀光栅的制作
摘要：通过理论计算研究了影响闪耀光栅衍射效率的因素,并利用离子束刻蚀模拟程序模拟刻蚀闪耀光栅来确定闪耀光栅的制作参数。以理论计算的闪耀光栅参数为依据,以刻蚀模拟程序为指导,基于全息-离子束刻蚀工艺制作了闪耀波长分别为250 nm和330 nm,光栅尺寸分别为85 mm×85 mm,60 mm×60 mm,线密度均为1 200 lp/mm的闪耀光栅。第一种光栅闪耀角为8.54°,非闪耀角为72°,其250 nm波长自准直入射时的-1级衍射光衍射效率约为81%;第二种光栅闪耀角为11.68°,非闪耀角为74°,330 nm波长自准直入射时的-1级衍射光衍射效率约为80%。实验结果表明,提出的方法可以在制作闪耀光栅的过程中实现对闪耀角的精确控制,获得的实验结果与理论计算结果符合较好。利用该方法能够在大尺寸基底上获得衍射效率＞75%的紫外闪耀光栅。关键词：闪耀光栅;紫外光栅;衍射效率;刻蚀模拟- 71
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光电测量设备的实时调平补偿方案
摘要：为了使光电测量设备快速进入测量状态,减小因倾斜带来的测量误差,研究了一种光电测量设备实时调平补偿方案。根据光学成像理论,推导了物高、物距、像高、像距等参数之间的换算关系。然后根据倾斜特性建立了物体或成像系统倾斜时的实时调平补偿数学模型。利用数学模型确定的补偿算法和水平倾角仪测量的角度值,可对测量设备在一定倾角范围内倾斜时进行实时调平补偿。对此补偿算法进行了实验验证。实验结果表明,测量设备在水平倾角α为0.26°,β为1.197°的情况下,经过实时调平补偿后可将系统的测量误差由-0.17615％优化到-0.07787％,使光电测量设备可在倾斜的情况下保证测量精度。关键词：光电测量;调平补偿;实时补偿;补偿算法;倾角仪- 66
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变包含角平面光栅单色器扫描转角精度的检测
摘要：针对上海光源(SSRF)软X射线谱学显微光束线站高分辨变包含角单色器(VAPGM)在超高真空环境下对波长扫描机构转角精度的现场测试,提出了一种实用、有效的检测方法。采用自制的多角棱镜,结合高精度光电自准直仪进行现场测试。首先,介绍了单色器波长扫描原理,给出角度与波长的关系;接着,理论分析了转角精度与系统分辨率之间的关系;最后,介绍了该方法的检测原理、装置及检测步骤。利用该方法完成了VAPGM平面镜(PM)和平面光栅(PG)转角精度的检测, 结果分别为0.19″,0.22″,满足单色器技术指标要求。在电离室在线检测了标定后的单色器系统的分辨率,测试结果好于10 000,进一步验证了该检测方法的有效性。关键词：同步辐射;变包含角单色器;波长扫描机构;转角精度;多角棱镜- 85
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发布时间：2020-08-12
现代应用光学
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石英玻璃的化学机械磨削加工
摘要：为了实现石英玻璃基板的高效、高质量加工,进一步改善光掩模设备的性能,进行了石英玻璃化学机械磨削(CMG)加工技术的研究。通过在磨削过程中主动增强磨粒、结合剂以及磨削液与工件的化学反应,并使化学反应与机械去除作用形成动态平衡,从而消除因材料脆性去除而造成的表面损伤等,实现了大口径玻璃工件的高表面质量、高形状精度的加工。针对石英玻璃CMG加工的特点,开发了CMG专用砂轮及磨削液,利用正交实验法优化了石英玻璃CMG加工工艺参数,分析了CMG加工过程中磨削压力、砂轮转速、磨削液流量、pH值等因素对加工表面粗糙度及加工效率的影响,并利用优化后的工艺参数加工得到了Ra为0.795 nm的石英玻璃表面。加工后基板的光学性能和化学机械抛光(CMP)加工基板的光学性能相同,能够满足光掩模设备的性能需求。关键词：化学机械磨削;石英玻璃;正交试验法- 49
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发布时间：2020-08-12 -
亲/疏水性不同壁面组成微通道的深宽比与通道内液体的自发毛细流动
摘要：研究了聚合物芯片上由亲/疏水性不同壁面组成的微通道内流体的流动行为。为了实现该类微通道内液体的自发毛细流动和被操作液体的自发毛细输运,根据系统总表面自由能极小原理,提出了微通道内毛细输运自发实现时微通道的临界深宽比条件。在以二聚二甲基硅氧烷(PDMS)和玻璃为材料的微流控芯片上进行了三面疏水一面亲水微通道内水的毛细输运实验。针对165 μm,200 μm和265 μm 3种深度的通道,理论计算的临界深宽比为0.5,而实验得到的值分别为0.4714,0.4878和0.4818,实验结果与理论预测结果基本相符,从而验证了由亲疏水性不同的壁面组成的微通道内毛细输运自发实现的临界深宽比条件。关键词：聚合物芯片;微通道;深宽比;PDMS;玻璃- 54
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风云三号A星紫外臭氧垂直探测仪反演产品的比较和评估
摘要：为了考察和评估我国首次自主研制并由新一代极地轨道气象卫星风云三号携带的紫外臭氧垂直探测仪SBUS的观测数据和反演产品的精度和稳定性,利用SBUS在轨观测数据开展了臭氧垂直氧廓线反演试验,并将反演产品与NOAA卫星同类仪器SBUV/2产品数据进行了系统比较。首先使用自主研发的风云三号紫外臭氧垂直廓线反演算法FY_V1.0开展臭氧廓线反演试验,输入数据为SBUS 2008年7月17日~8月30日在轨观测数据。然后,采用3种方法,即匹配像元数据直接比较,赤道地区平均反演廓线比较以及反演廓线与先验廓线残差比较,将反演结果与SBUV/2产品进行了比较。最后,基于各种比较结果进行分析和评估。结果显示,与NOAA-16和17卫星SBUV/2反演产品相比, SBUS反演产品多数高度层相对偏差百分率在±10%之间,部分层相对偏差达到±15%;在20°N~20°S比较平均反演臭氧垂直廓线,最大差异为5.4 DU,最小差异为0,多数在±0.3 DU之间;比较反演廓线与先验廓线的残差表明,较大残差发生的高度以及残差正负性等方面存在明显差异。结论认为,在未对数据做任何订正的条件下,SBUS反演臭氧垂直廓线产品在多数高度层精度尚可,但是,与SBUV/2产品相比,SBUS获取的臭氧垂直廓线存在较大的系统性偏差,需要通过与SBUV/2的交叉定标进行订正。关键词：风云三号A星;NOAA卫星;紫外臭氧垂直探测仪;臭氧垂直廓线反演- 70
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发布时间：2020-08-12 -
可配置型五坐标B样条插补控制器的研制
摘要：针对采用五轴联动数控机床的线性插补功能进行数控加工存在的不足,提出了一种B样条插补控制策略用于五轴联动数控机床以实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工。参考开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)标准,开发了具有B样条插补功能的五轴联动数控机床运动控制器。该控制器将控制任务按照实时性要求进行划分。人机交互、代码解析及参数映射关系构造等过程离线完成,插补运算、离散逻辑控制及逆运动学变换等过程由实时线程执行,保证了数控系统的硬实时性。为简化NC程序的编制过程,控制器设计为接收工件坐标系下的加工信息。通过开发适应各种形式数控机床的逆运动学变换模块,并将机床参数设计为可用户定制,使得控制器具有良好的通用性。在控制器内部建立NC程序文件中位置曲线和方位曲线间的参数映射关系,使得机床平动轴与转动轴间的运动规划符合实际加工要求,并可保证加工精度。实际加工实验中,在采用B样条插补算法的NC程序量降低为线性插补NC程序量15%倍时,其插补误差为线性插补误差的45%,控制器插补精度为0.68,表明该B样条插补控制器可以满足五坐标数控加工的要求。关键词：数字控制;五坐标加工;B样条插补;运动控制器- 52
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裂解连杆螺栓装配机床的动力学仿真及试验
摘要：由于传统的螺栓拧紧方法不能满足裂解加工要求,本文开发研究了裂解连杆螺栓装配机床并进行了仿真试验。介绍了螺栓拧紧机床的基本结构和自动螺栓装配过程,建立了该机床的虚拟样机模型,对装配螺栓过程进行了动态仿真;进行了机床的扭矩/转角试验,确定了某轿车连杆的螺栓拧紧工艺参数为20N·m+95°,采用该工艺能满足该连杆的螺栓装配要求;最后,讨论了定扭矩装配螺栓工序可能出现的质量缺陷,并提出了相应缺陷的解决方案。仿真结果表明,螺栓能准确穿入到连杆螺栓孔内并装配到连杆上。扭矩/转角试验表明,根据螺栓在装配过程中的伸长变形量可判断螺栓装配的轴向力是否符合要求,进而可确定连杆的定扭矩装配工艺。该项研究对螺栓拧紧机床的工程设计和裂解连杆工艺有指导意义。关键词：连杆;裂解;螺栓装配;动力学仿真;扭矩/转角法;裂解质量- 49
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水平式光电望远镜目标定位误差的预测
摘要：为了确定水平式光电望远镜的各主要误差对观测精度的影响,提高望远镜的指向精度,对它的目标定位误差进行了分析。针对水平式望远镜的结构特点,通过分析从被测目标到望远镜相面产生目标定位误差的光、机、电等各种误差因素,建立了水平式望远镜目标定位测量方程。应用蒙特卡罗法进行误差仿真,预测出水平式望远镜的目标定位误差,并对各误差的敏感性进行了分析。选取敏感性高的误差项建立误差补偿模型,对实拍星体误差进行补偿实验,结果表明:补偿后经轴转角误差标准差从66.4″降低到3.3″,下降了95%;纬轴转角误差标准差从49.4″降低到 5.6″,下降了89%。所用方法和模型能够对主要误差进行分析和预测,可为水平式光电望远镜的总体设计提供参考。关键词：光电望远镜;定位误差;蒙特卡罗法;误差合成- 63
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注射成型微流控芯片微沟槽成型质量的无损检测
摘要：针对注射成型的微流控芯片具有微沟槽深度成型质量好,宽度成型质量较差,而且各处微沟槽的宽度成型质量不均衡的特点,利用Matlab软件的图像处理工具箱开发了微流控芯片微沟槽显微平面图片的图像处理系统,实现了利用常用的光学显微镜对微沟槽的成型质量进行无损检测。引入人工干涉来进行高效图像去噪处理。根据提取的微结构轮廓点进行了微沟槽轮廓的曲线拟合,测量了微沟槽的开口宽度和底部宽度。对由微流控芯片微沟槽显微平面图片所得到的测量结果与由对微流控芯片进行切片检测所得到的测量结果进行比较,结果显示,两种方法得到的微沟槽开口宽度相差约4%,槽底部宽度相差约3%,说明微沟槽显微平面图片的测量结果能够满足注射成型工艺研究中微流控芯片微结构成型质量检测的要求。关键词：注射成型;微流控芯片;微沟槽;图像处理;无损检测- 65
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变结构PID在大型望远镜速度控制中的应用
摘要：为了满足大型望远镜对于速度控制响应快、超调量小、稳态精度高、低速运行平稳的要求,在分析经典PID控制算法的基础上,提出了一种变结构PID控制器。通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益、积分变增益和微分增益等函数,变结构PID能够根据瞬时误差实时改变其结构和参数。针对某大型望远镜的传递函数模型,仿真验证了变结构PID的作用,并比较了经典PID与变结构PID的控制性能。实验结果表明,该望远镜能够以最大加速度达到期望速度,且无速度超调,以20(°)/s运行时的最大稳态误差为0.016 7(°)/s,以10(″)/s运行时的最大稳态误差为0.7(″)/s。仿真和实验结果均证明:基于变结构PID控制器的速度控制系统能够满足大型望远镜的要求。关键词：大型望远镜;速度控制;变结构PID控制器;控制误差- 69
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振动诱导聚合物塑化过程中熔体温度分布的预测
摘要：在振动力场诱导聚合物塑化成型作用下,建立了聚合物熔融挤出过程中的熔体温度分布模型,研究了模头温度、振动力场的振幅、频率等工艺参数对挤出过程中熔体温度的影响。提出了基于多项式和高斯RBF核函数变换的两种非线性岭回归模型(PT-RR和GRBF-RR),并对具有非线性、非等温、强耦合特征的熔融过程熔体温度分布进行研究。该建模方法实现了多变量输入样本的高维特征空间非线性映射与重构,充分挖掘了多影响因素之间的耦合信息。仿真实验结果表明了PT-RR和GRBF-RR模型的有效性,其回归预测值与实验测量值之间的相关系数均值分别为0.994 0和1。由于GRBF-RR模型取得了满意的模型精度,本文基于对GRBF-RR模型的数值模拟分析了各影响因素对熔体温度分布的交叉耦合影响,表征了聚合物熔融挤出成型过程中熔体温度分布的规律。该项研究可为提高精密挤出制品质量及优化配置各工艺参数提供决策依据。关键词：聚合物;熔体温度;非线性变换;模型预测;数值模拟- 63
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控制半导体激光器的高稳定度数字化驱动电源的设计
摘要：以TMS320F28335为控制核心,设计了一种用于驱动半导体激光器的数控电流源。电源的外围电路包括指示灯模块、语音模块、LCD模块以及键盘控制模块。语音与指示灯模块负责系统工作状态提示,LCD负责显示实际电流以及目标电流,键盘模块负责电源的启动、关闭、电流设置、电流步进等操作。电路设计中利用深度负反馈原理来提高系统的稳定度,设计了双MOS管进一步减小漏电流引起的偏差(小于0.5%),优化了电压—电流线性度;软件设计中采用了PID算法缩短了系统的动态平衡时间;系统具有完备的保护措施,如防上电/断电冲击保护电路、延时软启动电路、过流保护电路以及纹波抑制电路,保证了激光器稳定可靠地工作。在激光器的驱动测试过程中,激光器工作状态稳定,中心波长未出现漂移,驱动电流无毛刺出现。关键词：半导体激光器;驱动电源;负反馈;恒流源;电流补偿;保护电路- 46
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微纳技术与精密机械
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颜色传递技术的快速彩色图像融合
摘要：以红外和可见光图像为研究对象,提出了一种基于颜色传递技术的快速彩色图像融合算法。该算法直接用灰度融合图像和源多波段图像的差异信号构成源YCBCR分量,然后在YCBCR空间运用统计颜色传递技术形成一幅具有与目标图像相似色彩效果的彩色融合图像。算法中利用像素平均融合法和多分辨率融合法作为灰度融合方法,形成两种不同的融合策略以分别满足高实时性和高融合质量的需求。实验结果表明,提出的彩色图像融合算法能够有效地生成一幅具有自然日光色彩效果的融合图像,算法中即使采用像素平均法进行灰度融合同样可以获得令人满意的融合效果。关键词：彩色图像融合;颜色传递;YCBCR变换;红外图像;可见光图像- 51
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发布时间：2020-08-12 -
双振镜点扫描三维形貌测量系统
摘要：针对远距离大尺寸物体三维形貌测量的要求,设计并实现了基于激光三角法原理的双振镜点扫描三维形貌测量系统。介绍了系统的结构和测量原理,并对系统进行建模,推导了被测物体表面测量点的三维坐标计算公式。构建了原型系统,利用专用的二维平面靶标在测量空间内自由摆放数次,根据靶标上特征点及其像点间的位置关系,以坐标系转换为基础实现了测量系统结构参数的现场标定。利用李萨如图扫描模式分别对靶标平面、已知直径的球面及石膏像自由曲面进行了测量实验。结果表明,测量距离1 m处,测量点到拟合平面的距离误差均值为0.70 mm,球面直径测量误差均值为0.51 mm;测量距离10 m处,测量点到拟合平面的距离误差均值为17.85 mm。该系统可用于远距离大尺寸物体表面的三维形貌测量。关键词：三维形貌测量;双振镜扫描;激光三角法;李萨如扫描;均值误差- 49
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发布时间：2020-08-12 -
改进型图像中的直线快速检测
摘要：为提高数字图像中的直线的检测速度,从时频域变换和空间域变换两个角度出发,提出了一种改进型数字图像中直线快速检测方法。首先,采用小波提升提取图像中的低频轮廓信息,抑制高频噪声。然后,对像素降低后的图像进行二值化处理;基于"两点确定一条直线"以及Hough变换过程中"图像空间中一条直线上的多个点对应参数空间中一个点"的原理,按照从局部到整体的检测顺序,将二值化后图像空间中的非零点映射到参数空间中具有较大存在概率的累加单元,而不是所有可能的累加单元。最后,对累加单元进行统计,以确定图像中直线的参数。利用该方法对一幅像素为128×128的数字图像进行直线检测,耗时为213 ms。该方法有效地提高了数字图像中直线检测的实时性。关键词：特征检测;直线检测;图像处理;Hough变换;小波提升- 44
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发布时间：2020-08-12 -
巴特沃思小波在表面形貌信号分离中的应用
摘要：为了快速准确地分析工程表面,提出了一种基于巴特沃思小波的滤波方法。首先,讨论了小波滤波器的低通幅度传输特性,并以此作为选择适合表面形貌分析小波滤波器的依据。然后,介绍了巴特沃思小波滤波器的构造原理,并给出了它的快速实现算法;综合其优良的传输特性和高效的实现算法,以巴特沃思小波作为表面分析的滤波器,对实际表面轮廓进行了多层分解。最后,利用巴特沃思小波建立了表面轮廓评定的基准线,并给出了确定小波分解层数的方法。实验结果表明,巴特沃思小波能够快速准确地实现表面轮廓的多尺度分析,稳定可靠地提取表面中线;在普通计算机上提取11 200点数据表面中线仅耗时60 ms,利用该中线计算所得Ra值相对误差仅比利用高斯中线所得Ra值相对误差大0.12%。关键词：表面计量学;小波分析;巴特沃思小波;幅度传输特性- 79
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发布时间：2020-08-12 -
应用Gabor滤波器和局部边缘概率直方图的全局纹理方向性度量
摘要：为了构建人机识别纹理方向性模型,提出了一种图像全局纹理方向性的度量算法。首先,设计Gabor滤波器以减小次要方向分量,增强描述纹理的全局方向性分量。然后,构造局部边缘概率直方图,描述纹理方向性的整体分布,定量给出全局方向性度量值。最后,在Tamura纹理模型实验集以及Brodatz纹理图像库上,测试比较了用不同测度算法度量全局纹理方向性的精度。结果显示,在两类纹理图像库上所获得的测试值均与人类视觉感知保持了较高的一致性,其精度比其它算法可高出10%,表明论文所提的全局纹理方向性度量算法可以满足精度要求更高的人机纹理识别模型。关键词：局部边缘概率直方图;Gobar滤波;全局纹理方向;特征提取- 57
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发布时间：2020-08-12 -
基于方向梯度极值的手形轮廓跟踪算法
摘要：针对受自然光照影响的手形图像难以准确提取手形轮廓的问题,本文基于手形边界像素在垂直于边界方向上存在灰度突变的特性,提出了一种基于方向梯度极值的手形轮廓跟踪算法。该算法首先找到手形轮廓的起始点,然后按照一定的搜索方向和规则,在局部区域内计算候选点集中梯度极大值所在的点,并逐点跟踪极大值点,得到手形轮廓。将该方法在实验室自采图库及香港科技大学(HKUST)的手形图像库两个数据库中进行轮廓跟踪实验,结果显示,自采图库的跟踪准确率为100%,香港科技大学手形图像库的跟踪准确率为85.8%,该库中符合本文算法限制条件的图像的跟踪准确率为99.4%。实验结果表明,该方法能在灰度图像上直接跟踪出准确、连续、完整的手形轮廓,尤其适合于受光照不均影响的手形图像的边缘提取。关键词：手形;边缘检测;轮廓跟踪;灰度梯度- 57
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发布时间：2020-08-12 -
红外双波段图像实时融合系统
摘要：选用高性能定点数字信号处理器DM642作融合系统核心处理器,S3C2410作辅助控制处理器,利用DM642的高速图像处理性能及它的视频编/解码单元无缝连接的灵活可配置视频端口,结合S3C2410强大的控制能力,研制了探测中波红外和长波红外的双波段图像实时融合系统。将一种基于离散小波变换的图像融合算法应用于红外双波段图像的融合,针对实时嵌入式系统的特点,对算法进行了优化,并将其移植在以DSP+ARM架构的嵌入式平台上。实验结果表明,该融合算法经仿真优化后,只需39.6 ms即可完成两幅大小为320 pixel×240 pixel的红外图像的实时融合,满足25 frame/s的工程需求,且融合后的图像能突出中波和长波红外各自的特点。关键词：双波段;实时图像融合;小波变换;数字信号处理器- 46
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发布时间：2020-08-12
信息科学
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