分布式遥感编队多星协同观测中的姿态控制

针对分布式遥感编队中的协同观测问题，本文开展了多星协同姿态控制研究。首先建立了参考航天器由对日定向到对目标凝视观测的期望姿态，设计了基于姿态、角速度偏差的比例-微分（PD）控制器，证明了闭环系统的李雅普诺夫稳定性。在此基础上，进一步建立了伴飞航天器的期望姿态，为使目标在不同航天器像平面上成像位置匹配，以伴飞航天器、参考航天器的姿态之差为基础设计了伴飞航天器的PD控制器，证明了系统的稳定性。最后，将理论结果进行了仿真验证，结果显示伴飞航天器、参考航天器姿态控制误差小于0.01°，精度满足分布式遥感多星协同观测的任务需求。     

IGCC系统不同气化技术的仿真模拟及性能研究

由于THERMOFLEX对热力发电厂和IGCC电厂模拟具有实用方便的优点，因此采用THERMOFLEX软件建立了几类典型气化炉的仿真工艺流程，包括Shell气化炉、Texaco气化炉、E-gas气化炉和U-Gas气化炉，并基于实测工业数据设置相应的仿真气化条件，将各类气化炉的主要合成气成分和比例与工业数据对比分析，逐一验证了每一气化炉仿真模拟结果的准确性。以此为依据，针对同一设计煤种，仿真研究了6种现有气化技术，着重分析对比了它们的主要气化性能指标，并论证了它们用于IGCC系统时的优劣所在，为整体优化IGCC系统奠定了基础。     

空气轴承提高气浮系统稳定性的阻尼技术

静压空气轴承拥有清洁、近零摩擦等优点，是一种优秀的运动导向承载部件，但是它在承栽方向上阻尼较小，对外界引起振动和空气轴承本身固有微振动的衰减较慢，影响了系统的稳定性和测量准确性．为了解决这个问题，本文以小孔节流空气轴承作为研究对象，在其结构中部增设了类似空气弹簧的上下腔室和节流孔，当空气轴承振动时，压力空气在上下腔室之间流动，通过节流孔处的节流效应将振动能量衰减掉．根据这一构想，首先对新结构通过空气弹簧理论进行了初步优化设计，接着对新结构空气轴承和普通空气轴承进行了冲击响应实验，证实了新结构能够很好地起到快速衰减振动的作用，同时对微振动有良好的抑制效果，然后通过模态分析软件MEscope得到了空气轴承的阻尼比系数，发现新结构空气轴承阻尼比系数较普通结构空气轴承阻尼比系数有近一个数量级的提高．另外，还通过实验得到新结构空气轴承可以略微增加轴承的承载能力和刚度．     

Bi-Te-Se热电薄膜的电化学沉积

在含有Bi 3＋、HTeO2＋、Se4＋离子的水溶液中通过电化学方法实现了Bi2Te3-ySey热电薄膜沉积,研究了电沉积Bi2Te3-ySey的阴极极化曲线及热电薄膜的生长过程,通过电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）等手段对热电薄膜进行了形貌、成分分析。结果表明电解液的离子组成、沉积电位对薄膜成分、形貌有较大影响。在-0.07V沉积电位下制备的热电薄膜Bi2Te2.75Se0.95晶粒大小均匀,结构致密。     

基于Mie理论的微体缺陷激光测试技术的理论与实验研究

提出了一种基于瑞利散射定律及米氏理论(Rayleigh & Mietheory)的、在垂直于入射光方向接收散射光以极大提高衬度来检测材料内部微纳米级体缺陷的无损检测新途径,叙述了有关的理论基础,进行了系统的计算机仿真与实验研究,验证了理论的正确性及方案的可行性,说明利用光散射测量微纳米级体缺陷是可行的,进而为下一步的激光扫描层析技术(LST)打下了基础。     

分焦平面偏振图像传感器偏振主轴方向的标定

分焦平面偏振图像传感器的偏振主轴方向对后续使用斯托克斯矢量进行偏振参数解算的结果准确性有重要影响。为了标定该类型传感器,提出一种基于测量分焦平面偏振图像传感器中各偏振主轴方向像素输出平均值所拟合曲线相位差的方法,并对该方法进行了仿真与实际测试。控制照射到传感器表面的线偏振光,按照设定步长旋转若干周期,传感器同时拍摄图片。选定图片的感兴趣区域,并对该区域内同偏振主轴方向的像素值求平均,获得各偏振主轴方向像素平均值随旋转角度变化的序列。使用傅里叶级数拟合法对各序列进行拟合,获得像素输出值随旋转角度变化的表达式。选定一个偏振主轴方向为基准方向,其他偏振主轴方向为该方向表达式与基准方向表达式的相位差。实际测试结果表明:标定值与名义值相差不超过0.1°。该方法的标定精度高、可操作性好,能够较好地完成分焦平面偏振图像传感器偏振主轴方向的标定任务。     

长焦距TDI CCD遥感器光学系统研究

介绍了国外有关长焦距TDI CCD遥感器的研究情况,结合实际的设计经验,系统地阐述了此类系统的特点和其可选的光学系统结构型式的特点,总结出长焦距TDI CCD遥感器光学系统的发展趋势。     

反馈弥补激光能量传输中部分反射镜反射损失

激光能量传输中的光电池表面通常覆盖有一层部分反射镜,用于产生反射光信号,实时控制接收端的光功率大小以及调整发射端和接收端的对准度.部分反射镜会降低能量传输效率,提出了一种反馈式能量传输方式,建立了理论模型,推导了激光器输出功率表达式.从表达式中可以发现反馈激光可降低激光器的阈值电流,提高激光器的输出功率.通过实验测量了反馈和无反馈时激光器的阈值电流和输出功率,实验结果表明相比较于无反馈情况,反馈作用使激光器的阈值电流降低了25％,驱动电流为60 mA时,输出功率提升了10％.实验还比较了反馈情况和无反射镜情况下的输出功率,结果表明,反馈作用将反射镜的反射损失从10％降低到了3％,弥补了反射镜的反射损失,提高了激光能量传输效率.     

谐振式隧穿磁强计的理论研究

分析了隧道扫描显微镜和隧穿磁强计的区别,认为隧穿磁强计的隧尖不需要也不应该过尖.研究了隧道间隙和隧道电流的关系.研究表明,虽然按照隧道效应理论,隧道间隙和隧道电流应该成指数关系,但对隧穿磁强计而言,其隧道电流和隧道间隙的关系可以近似看作线性关系.推导了谐振式隧穿磁强计的灵敏度计算公式.     

MEMS器件中的微体缺陷检测研究

为实现对硅基材料和MEMS器件内微体缺陷的无损、高效和准确检测，在研究广义洛仑兹-米氏散射理论的基础上，针对硅基材料和MEMS器件的物理特点，对球形缺陷与红外激光相互作用在非垂直方向散射光强分布特点进行了研究和计算机仿真，提出利用红外激光背散射分布分析对硅基材料和MEMS器件内部缺陷进行检测的方法，并通过实验验证了该方法的有效性。