摘要:作为新一代陀螺仪的代表，原子陀螺凭借其理论上的超高精度、卓越的长期稳定性以及小型化集成化的巨大潜力，已成为高精度惯性导航领域的研究焦点。其中，原子干涉陀螺作为原子陀螺的一种，引起了惯导领域的广泛关注。本文系统梳理了原子干涉陀螺技术发展脉络，从基本原理出发，阐释原子源制备、干涉环路构建及相位解算等关键技术环节，分析灵敏度、极限精度等关键参数的内在关联与制约机制，并揭示了数据更新率受限、动态范围窄等工程化瓶颈的物理本质。最后，指出原子干涉陀螺的未来发展方向应聚焦于：解决外部干扰问题以提升精度、改进芯片工艺实现小型化和集成化、优化组合惯性传感器、提升数据更新率以及探索扩大动态范围等方面。

摘要:脉冲压缩是超快二维电子光谱 (two-dimensional electronic spectroscopy, 2DES) 的关键技术之一，其直接决定了系统的时间分辨率，对研究激发态弛豫、溶剂化与量子相干传能等超快动力学机理有着重要意义。系统评述了2DES中常用的脉冲压缩方法：介绍了飞秒激光脉冲的时频域特性，详细讨论了光栅对、棱镜对、光栅-棱镜组合、脉冲整形器及啁啾镜对等脉冲压缩技术的原理与局限性，通过结合典型案例，分析了不同2DES系统中的压缩方法选择策略。拟通过系统梳理2DES中的脉冲压缩技术，为发展自主可控的高端超快光谱仪器以及推动超快科学等交叉学科领域的发展提供助力。

摘要:激光诱导击穿光谱（laser induced breakdown spectroscopy, LIBS）结合门控光电倍增管（photo multiplier tube, PMT）技术中的信号采集装置是影响LIBS分析系统小型化与集成化的关键组件之一，通过采用微控制芯片与AD9226芯片设计实现了7.6 MHz采集频率的12 bit PMT信号高速采集系统，并对水溶液中铅（Pb）、铬（Cr）元素进行了定量分析。实验结果表明，LIBS结合门控PMT分析系统采用高速采集系统建立的Pb、Cr元素定标曲线拟合度分别为0.988、0.978，相对标准偏差分别为3.56%、6.57%，检出限分别为0.013 mg/L与0.087 mg/L，相比未采用PMT的LIBS检测技术降低了一个数量级。与电感耦合等离子体质谱法对比结果显示，对质量浓度为7.0 mg/L的Pb溶液与0.7 mg/L的Cr溶液，检测结果的相对误差分别为2.81%、3.26%。因此PMT信号高速采集系统在水溶液重金属的LIBS分析中具有良好的定量效果，且具有体积小、功耗与成本低的优势，有利于进一步推进LIBS技术在水质重金属检测领域中的应用。

摘要:目前针对α-In₂Se₃的厚度与光电性能之间关系的关注较少，且大部分研究是围绕机械剥离的α-In₂Se₃纳米片，不利于未来产业应用。因此，提出一种可以可控生长α-In₂Se₃的改良型物理气相沉积法，系统地研究了三种厚度α-In₂Se₃纳米片在可见光到近红外波段的宽谱响应性能。结果表明，α-In₂Se₃纳米片厚度可以显著调节光电性能，光响应度和比探测率随厚度增大而增大。此外，发现厚度32.8 nm的αα-In₂Se₃纳米片在635 nm处的光电流各向异性比(二向色比)为4，具有良好的偏振敏感探测功能。综上所述，物理气相沉积法制备的二维α-In₂Se₃具有可见—红外宽谱响应和较好的偏振探测能力，是二维多功能光电器件的理想候选材料。

摘要:针对中红外全光纤激光器系统集成中的异质光纤熔接界面缺陷与热失配难题，提出多物理场耦合建模与参数协同优化方法，通过构建非对称熔接模型，揭示热场梯度分布与材料特性、光纤尺寸的耦合作用机制，基于数值仿真建立一种熔接实验参数优化方法，实现了石英/氟化物/氟碲酸盐光纤的低损耗（0.15 dB）与高抗拉强度（278 g）熔接。实验结果表明，优化后的异质光纤熔接点可承受跨多个波段的高功率传输（＞23.2 W@1 976 nm、＞100 W@981 nm），并成功构建了2.8 μm全光纤化激光系统，输出功率达20.3 W。通过加速老化测试验证了系统的长期运行稳定性（超过1 h功率波动为0.37%@10.2 W），证实熔接点抗损伤阈值满足高功率运行需求。

摘要:硫系玻璃因其宽红外透过范围、高声光品质因数等特点，成了低功耗高性能声光调制器的理想工作介质，有望突破传统介质声光调制器在效率与功耗方面的局限。以宽红外透过范围、高折射率的Ge21Sb18S61硫系玻璃为研究对象，系统分析了其热学、物理、光学及声学性能，并基于此成功研制出高性能光纤声光调制器。实验结果表明，在0.52 W射频驱动功率下，该调制器衍射效率达84%，上升时间为41 ns，消光比高达61 dB，展现出低功耗、高效率的优异性能。该声光调制器的研制为新型声光器件的设计与开发提供了重要技术支撑，对推动高速光通信、光纤传感等领域的应用具有重要意义。

摘要:为了解决激光陀螺惯组重力测量系统中传统重力滤波方法的固定长时延问题，提出一种基于神经网络拟合滤波的重力数据实时处理方法，通过对有限长单位冲激响应（finite impulse response，FIR）滤波器进行神经网络拟合，降低对未来数据的长依赖，从而有效减少滤波时延。实验结果表明，与FIR滤波器相比，该方法的处理时延降低了93%，平均滤波精度优于2 mGal，表明所提方法在保持较高精度的同时显著提升了数据处理的实时性，为激光陀螺惯组重力测量系统的实时重力测量提供了解决方案。

摘要:近年来，基于光学陀螺惯导系统的动态重力测量技术能高效获取地球重力场数据，得到快速发展；但现有滤波方法对重力信号与噪声的频域混叠处理仍具有局限性，严重限制了测量的精度与分辨率。为此，创新性地提出基于经验模态分解（empirical mode decomposition，EMD）与波数相关滤波（wavenumber correlation filtering，WCF）的联合降噪方法，先对原始重力结果进行低通滤波，再对滤波结果进行经验模态分解并设置阈值保留低阶本征模态函数，对重复测线保留结果进行相关性滤波，实现信号的重构与降噪。仿真结果表明，所提方法较传统EMD信噪比提高了44%、均方误差减小了48%，证明了EMD-WCF联合降噪方法的有效性，能兼顾重力测量精度与分辨率的同时，为高频重力信号降噪提供了新的解决方案。

摘要:针对在一维激光多普勒测速仪(one-dimensional laser Doppler velocimeter, 1D-LDV)和捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system, SINS)构成的车载组合导航系统中，由于两者安装位置不同存在的杆臂速度误差问题，提出一种卡尔曼滤波在线标定算法对安装杆臂进行标定并补偿。通过引入在载体行进过程中速度方向始终保持载体行进方向的点，对传统杆臂速度误差模型进行了改进，使其能够准确反映1D-LDV与SINS输出的量测速度间的真实关系。车载实验结果表明，该标定算法能够有效标定1D-LDV与SINS间的杆臂误差。将经过杆臂误差补偿的1D-LDV量测速度与SINS的陀螺数据进行航迹推算，两组实验所得的水平定位误差由8.80 m和6.60 m分别降至7.07 m和5.48 m，在一定程度上提高了导航定位精度。

摘要:以基于猫眼效应的激光主动探测为应用背景，针对现有研究因忽略光阑遮挡所引入的模型误差问题，在无离焦、正离焦和负离焦情况下，对光阑影响下的激光回波效率进行建模与仿真，通过Zemax数值模拟验证了模型及仿真结果的有效性。结果表明，猫眼效应最大入射角随焦距增大而减小，随离焦量增大而略有提升；回波效率随入射角增大而整体呈线性下降趋势，且焦距越大，回波效率下降速度越快。在物镜半径和分划板直径均为25 mm、焦距100 mm、入射角7.125°且猫眼目标无离焦的条件下，已有模型与本研究建立的模型对回波效率的预测误差分别为152.653%和1.213%。研究结果完善了现有激光主动探测理论模型，并为优化探测系统性能提供了参考。

摘要:流固耦合传热是再生冷却热防护系统精细化设计中的关键难点。从流固传热角度，阐述了燃气与固体壁面间的传热计算方法，以及冷却剂在冷却通道内的传热计算方法，并分析了影响冷却剂与壁面传热的特殊因素，包括二次流动、超临界效应及裂解特性等。针对再生冷却系统，提出了三种流固耦合传热计算方法：整场求解、基于准则关系式的分区求解以及基于连续性边界的分区求解方法。在非稳态传热方面，综述了流固耦合非稳态计算方法的研究进展，并初步探讨了该领域未来发展的可能方向。

摘要:针对柱体驰振抑制问题提出了非线性吸能器（nonlinear targeted energy transfer，NTET）的振动调控策略，从理论和实验研究了非线性吸能器对驰振抑制的影响规律。采用准稳态理论描述流体力，基于能量法建立了柱体驰振与NTET耦合的动力学理论模型，通过实验结果验证了理论模型的有效性。线性动力学分析表明，增大NTET的弹簧预拉力会增加耦合阻尼比和耦合频率，导致柱体发生驰振的起振风速减小。非线性动力学分析发现，驰振响应抑制效果受NTET线性和非线性刚度的共同影响。存在最优线性刚度，使得振动幅值抑制效果最佳；NTET非线性刚度越大，驰振抑制效果越好； NTET弹簧预拉力越小、弹簧刚度越大，柱体振幅越低。该研究可为〖JP+2〗工程中柱体结构驰振调控策略的有效设计提供有用的理论支撑和实验数据。

摘要:基于代理模型的优化方法因其高效的寻优能力为高精度仿真模型在优化设计中的应用提供了一种有效的技术途径。针对优化问题中高耗时黑箱约束处理问题，提出了一种基于改进可行性规则的多约束自适应采样方法，建立了精英档案驱动的非精确搜索方法和ε-约束保持的伪可行域构造方法，通过迭代过程中动态缩放可行域以接受高质量非可行样本，增强了算法对可行域边界的探索能力，提高了基于代理模型的寻优能力。对进化计算会议约束优化标准函数的仿真计算结果表明，相较于现有方法，ε-约束保持优化方法可以有效解决多约束代理模型优化问题。对固体火箭发动机后翼柱装药设计结果表明算法具有应用在复杂工程问题中的潜力。

摘要:针对单追踪星在轨服务多目标星的高精度交会轨迹优化问题，提出一种基于多轮迭代修正的三步串行优化方法。采用差分进化算法获得基于J2摄动解析模型的交会序列与机动脉冲的近似解，通过序列二次规划算法进行局部优化得到第一次交会机动脉冲的高精度解，构建多轮迭代修正模型更新后续目标星状态及机动脉冲，以减小不同模型间误差的扩散影响。仿真结果表明，提出的方法能够以较少的优化迭代次数，较稳定得到机动成本近似最优的高精度多星交会机动参数。

摘要:激波/边界层干扰会导致飞行器表面出现显著的气动加热，而壁温升高后会反过来影响原有流场结构。为研究共轭传热情况下激波/湍流边界层干扰流场特性，采用数值模拟方法分析了不同壁面材料、气动加热时间和来流总温下的流场结构、壁面参数和固体域温度分布情况。结果表明，存在共轭传热时的分离区尺寸介于等温壁和绝热壁结果之间；随着壁面材料热扩散系数的减小和气动加热时间的增加，流场分离区尺寸增加，壁面温度峰值升高，热流峰值减小；相同材料和时间下，增大总温使分离区减小，说明改变来流总温引起的雷诺数变化对分离特性占主导地位。激波/边界层干扰使再附区下方的固体域温度明显上升，电木壁面内部的高温区扩散很慢，呈片状分布。

摘要:针对航天服软关节单历程阻力矩的现有模型精度低、形状误差大等问题，建立了一种改进的B-W(Bouc-Wen)数学模型。通过分析航天服软关节单历程阻力矩迟滞曲线特性，引入了B-W迟滞模型，并改进以消除模型的冗余度和对称性，用于对软关节单历程阻力矩的数学表征；借鉴模拟退火算法中概率思想对多岛遗传算法中个体遗传进行操作，实现对改进B-W模型的参数进行高精度、高效率地辨识。经过航天服不同软关节仿真和实验的验证，改进后的B-W模型较现有J-A(Jiles-Atherton)模型更适用于航天服软关节单历程阻力矩的数学表征，其阻力矩方差较J-A模型降低2个数量级。结果表明，该数学模型应用于航天服软关节单历程阻力矩具有较高的精度，且对航天服不同软关节均具有较强的适用性。

摘要:针对超导电动悬浮的低阻尼特性可能导致的悬浮不稳定问题，建立了高速磁浮滑橇系统的六自由度动力学模型，发现当速度超过23.6 m/s时悬浮阻尼会变成负值而致滑橇悬浮失稳。用最小二乘法拟合了悬浮系统的垂向阻尼系数，得出垂向阻尼和速度的关系。为了使系统稳定，提出了分布式动力吸振器方案，研究吸振器的结构参数对悬浮稳定性的影响；为减小对滑橇推进加速度的影响，探讨了小质量吸振器（≤1 kg）在滑橇上应用的可行性，分析了该方案在轨道梁高低错位工况下的振动抑制效果。结果表明，所提方案能有效增加悬浮阻尼、提高悬浮稳定性，并抑制轨道高低错位引起的橇体振动。该方案可以为磁浮滑橇、真空管道磁浮列车等系统的悬浮系统设计提供有益参考。

摘要:针对调频斜率捷变的线性调频 (linear frequency modulation, LFM) 信号先进体制雷达多假目标干扰需求，提出了基于间歇采样转发与双向移频调制联合处理的位置恒定式LFM雷达假目标群干扰方法。将雷达截获信号同时与两路时间延迟信号混频求频差，获取随调频斜率自适应变化的间歇采样频率和移频调制量；依次进行间歇采样转发处理和双向移频调制处理获得干扰信号。经理论分析与仿真实验验证，针对调频斜率捷变等先进体制LFM雷达，该干扰方法产生的假目标群位置恒定，有利于在脉冲积累时形成较好的干扰效果，且相比单独间歇采样转发或移频干扰，假目标群覆盖范围可以更广，具有实际工程应用价值。

摘要:针对隐式关联关系挖掘不充分、未考虑时序演化因素等问题，提出时序演化特征挖掘的特定域社会事件检测方法。将数据按时间划分切片，通过考虑不同来源的重复事件记录对检测的影响，构造实体交互图，降低数据库误差影响；改进多关系图卷积网络，依据交互关系更新历史演化序列的图结构信息，通过注意力机制关注重要特征，得到序列单元全局表示，实现隐式关联的充分挖掘；基于循环神经网络提取时序演化特征，得到序列全局表示，实现时序演化因素的挖掘。实验结果表明，该方法能够适用于特定域社会事件检测任务，较现有方法效果更优。

摘要:针对智能体传统探索工作对交互数据利用率低或需要其他任务数据的问题，创新性地引入一个表征当前任务特点的可在线学习的探索隐变量，辅助策略网络进行行为决策。无须其他多任务数据，也无须多余的当前任务的环境交互步，探索隐变量在所引入的可学习的环境模型中进行更新；而环境模型又进而通过智能体与真实环境的交互数据进行监督式更新。因此，探索隐变量即在模拟真实环境的模型中提前帮助“探路”，该任务探索信息可帮助智能体在真实环境中加强探索、提高性能。实验在强化学习典型连续控制任务上有约30%的性能提升，对单任务探索工作和元强化学习研究具有指导和借鉴意义。

摘要:在有源干扰动态对抗背景下，基于在线学习理论中多臂赌博机模型，将雷达和干扰机工作频率作为对抗动作空间建模，通过对干扰环境状态不确定性进行多轮脉冲波形发射探索，搭建基于卷积神经网络的频率通道干扰识别器以得到频率通道干扰信念状态后验概率估计，利用汤普森采样求解算法高效求解多臂赌博机模型，实现探索与利用之间的平衡。仿真结果表明，相较于频率随机捷变及深度强化学习策略求解算法，该方法的对抗策略收敛性能更高，可适应动态快变干扰环境，充分发挥雷达波形发射主动方对抗优势。

摘要:为建立较准确的电磁轨道发射装置动态发射计算模型，根据电流扩散方程引入等效频率来模拟电枢发射过程中趋肤深度的变化，从而利用电枢静态仿真结果等效计算电枢的运动过程。提出一种参数提取方法，利用有限元仿真提取电气参数与频率之间的对应关系，通过微元法计算发射过程中的电流趋肤深度，以此求解对应的等效频率，将该等效频率结合前述有限元仿真结果计算系统的动态电气参数。将该方法用于全系统仿真，仿真与实验误差在1%以内，证明该方法的有效性。

摘要:为充分利用维修性多源先验数据，提高先验分布的融合精度以确保维修性验证结果的准确性，针对多源数据存在冲突的问题，提出维修性多源冲突证据数据融合的先验分布确定方法。充分挖掘、提取多源数据的特征信息，分别构造基于样本量、分布特征和数据重要度的证据mass函数，综合考虑证据间的关联性和证据本身的不确定性，引入夹角余弦度量证据间的冲突程度，引入信息熵度量证据的不确定度，通过结合证据的支持度和不确定度共同修正证据，建立多源冲突证据数据融合模型以实现多源数据的有效融合，确定综合先验分布。结合两个案例进行分析，验证了所提方法有效可行。

摘要:直升机主减速器锥齿轮的动力学特性对直升机传动系统运行性能有直接影响。考虑传递误差、齿侧间隙等因素，采用集中参数法建立了弯-扭-轴向耦合的锥齿轮系非线性损伤动力学模型。为了获取损伤动力学模型中啮合刚度这一关键参数，提出了一种“切片式”直齿锥齿轮副时变啮合刚度计算方法，突破了传统势能法只能应用于圆柱齿轮副的局限，能够实现不同状态下时变啮合刚度的快速评估。通过对比不同状态下的模型仿真和实验结果表明，所建模型能够有效模拟锥齿轮系正常及故障状态下的动态响应特性，揭示系统故障响应机制与故障机理，为开发直升机传动系统健康与使用监测系统提供理论依据与数据支撑。

摘要:在传统物理信息神经网络（physics-informed neural network，PINN）的基础上，通过融合维度扩展和多物理损失函数，提出了两种改进的偏微分方程求解方法，分别是：基于改进多层感知机的维度扩展物理信息神经网络（expanding physics-informed neural network with modified multi-layer perceptron，EmPINN）和多物理损失函数物理信息神经网络（diverse loss function physics-informed neural network，DL-PINN）。EmPINN创新性地提出了一种带有残差连接和维度扩展机制的神经网络结构，DL-PINN在EmPINN的基础上，将维度扩展机制、梯度增强物理信息与变分物理信息相结合，更有效地融入多种物理信息，进一步提高神经网络的拟合能力。实验结果表明，所提出的方法优于传统的物理信息神经网络方法，在不同偏微分方程案例上实现了最高两个数量级的求解精度提升。

摘要:针对重大自然灾害可能导致物资集散点供应能力中断的问题，研究应急物资集散点中断风险的灾后应急物资调度问题。为提升问题解的全局最优性，将应急物资集散点选址、需求分配、供应次序确定等决策问题抽象为一类选址-调度组合优化问题，以期望供应完成时间最小化为目标，构建基于情境的混合整数线性规划模型。提出基于预先排序和核搜索的数学启发式算法对问题进行高效求解。数值实验结果表明：所提出的算法具有良好的求解性能，可在合理计算时间内为最大包含200个受灾点、5个集散点的应急物资供应任务提供精确定量、全局最优的物资调度组合优化方案。