摘要:纳米精度光学表面在光刻技术、同步辐射、空间观测和惯约聚变等领域有重大需求。随着装备性能需求的不断提升，这些光学系统对光学零件面形精度和表面质量的要求几乎接近于物理极限，对光学制造技术提出了更高挑战，使光学制造成为纳米制造技术的发展前沿。通过攻克纳米量级材料去除的稳定性、复杂曲面可控补偿和装备运动轴性能设计等关键问题，掌握了以磁流变和离子束抛光技术为代表的可控柔体抛光技术，利用自主研发的抛光制造装备和工艺实现了典型光学零件的纳米精度制造，为国家相关科技项目的顺利实施提供有力的制造技术支撑。

摘要:为提升紫外熔石英元件抗激光损伤性能，针对传统加工方法在加工过程中产生的破碎性缺陷和污染性缺陷，提出使用磁流变抛光结合HF酸刻蚀的组合工艺提升紫外熔石英元件抗激光损伤性能的方法。磁流变抛光特有的剪切去除原理能够有效去除传统加工过程产生的破碎性缺陷，同时不产生新的破碎性缺陷。HF酸动态酸刻蚀能够有效减少加工过程中产生的金属元素污染。实验结果表明：经过组合工艺处理的熔石英样品，在7J/cm²·3ω激光通量辐照下损伤密度由0.2mm^-2降至0.008mm^-2，在8J/cm²·3ω激光通量辐照下损伤密度由1mm^-2降至0.1mm^-2，其元件抗损伤性能提升显著。

摘要:研发了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统，行程达到30mm，最大加速度为920m/s²。通过实验手段获得系统的运动模型，用于控制器的设计。针对一类典型的光学复杂结构曲面-微小透镜阵列进行加工，并对加工结果进行测试与分析。测试结果表明，所研发的快刀伺服系统达到了加工技术要求，为该系统在实际加工中更广泛的应用打下了基础。

摘要:为了解决高精度光学修形问题，进行离子束抛光工具的设计与性能分析研究。通过开展离子束抛光工具设计方法的研究、聚焦离子光学系统结构设计和离子束流特性的分析，进行计算机仿真研究和中和器一体化设计；研制聚焦离子光学系统和中和器，并采用15mm和10mm的聚焦离子光学系统进行修形加工实验，将口径150mm的熔石英平面镜从初始面形误差RMS15.58nm修正到RMS0.79nm。结果证明了聚焦离子光学系统设计的有效性，一体化离子束抛光工具具有亚纳米精度的修形能力。

摘要:如何实现长方体元件光学面形位误差的高精度测量以及怎样利用测量数据对这些误差进行修正加工是制造过程中的主要问题。提出一种基于波面干涉的长方体类光学元件形位误差测量方法，借助大口径干涉仪和高精度端齿盘搭建测量系统，实现了长方体类光学元件1μm/400mm精度的平行度和垂直度测量，获得了高精度的形位误差综合分布数据，并利用磁流变、小磨头数控抛光等现代光学加工手段实现了此类光学元件的高精度加工。

摘要:高能激光系统中，单晶硅基底反射镜的能量吸收系数是影响系统性能的关键指标。衬底加工质量对镀膜后元件激光能量吸收系数影响显著。通过测试不同衬底粗糙度、划痕密度的单晶硅反射元件，分析衬底表面典型加工特征（粗糙度、划痕）对激光能量吸收系数的影响规律，认为粗糙度与吸收系数正相关，粗糙度均方根从0.668nm降低至0.345nm会使吸收系数降低28.0%。少量划痕对吸收系数的直接影响并不明显，吸收系数均值变化在3.1%以内。但表面划痕会诱发激光损伤，划痕密度较大时会引起后续能量吸收持续增大，辐照400s后，吸收系数较辐照100s时增大18.3%。

摘要:计算机控制光学表面技术（Computer Controlled Optical Surfacing,CCOS）是加工离轴非球面的一项重要技术。小磨头抛光的边缘效应严重制约CCOS技术的加工精度和加工效率。在获得影响边缘效应的关键参数后，结合残余误差等高线的路径规划，对CCOS产生的边缘效应产生的翘边现象进行修正；通过对一块体育场形离轴非球面的加工，获得了全口径光学测量数据，为后续精加工提供面形基础。

摘要:SiC光学材料具有高化学稳定性，其在普通的等离子体加工中难以获得较高的加工效率。在等离子体加工实验中，发现提高等离子体的自身射频电压可增强等离子体与SiC材料之间的电弧放电作用，而借助电弧的增强作用可提高SiC材料的加工效率，因此提出电弧增强等离子体加工方法。为研究电弧的形成原理，使用自制的探针分别测量了普通电感耦合等离子体和电弧增强等离子体的电压。分别使用传统方法和电弧增强方法对S-SiC进行直线扫描加工实验，证明了电弧增强等离子体加工方法具有更高的加工效率。

摘要:砂轮外形、加工轨迹、运动轴组合方式、工件摆放方式等的差异都会引起曲面磨削加工模型的变化，加工几何模型是实施曲面磨削首要解决的问题。建立盘形圆弧砂轮的几何模型，通过磨削点法向量匹配，建立工件点和砂轮点的一一映射关系，经过坐标变换可以得到相应的刀具运动轨迹，用于磨削加工。形成统一的盘形砂轮曲面磨削几何模型，并给出刀具运动轨迹的计算流程。该磨削模型适用范围广，有效解决了多种曲面磨削过程的刀具轨迹生成问题，实现了高精度的曲面磨削加工。

摘要:具有高陡度非球面特性的光学元件可以明显改善光学系统的空气动力学性能, 从而提升和优化系统综合性能。磨削加工方法可以作为此类元件的前期加工工序，而磨削难免会造成零件的亚表面损伤，且在这种高陡度非球面磨削加工中磨削参数是实时变化的，造成整个工件亚表面损伤深度不一致。针对这种情况，建立亚表面损伤预测模型，并结合半球形砂轮磨削的特点，通过理论计算预测非球面磨削亚表面损伤深度分布规律。在此基础上，以热压多晶氟化镁平面为对象进行模拟参数实验，通过磁流变抛斑点法得到各组参数下亚表面损伤深度情况，结果显示损伤深度范围在12.79μm～20.96μm之间，且沿试件半径方向由内向外呈增大趋势，结果与预测模型相吻合。

摘要:为了满足组合发动机模态转换的要求，连续稳定调节推进剂流量十分关键。为此，针对气体推进剂，在常规音速喷嘴的基础上设计了一种可调音速喷嘴。通过塞锥改变音速喷嘴的节流面积，进而实现流量的连续调节。采用两次包络线方法设计塞锥型面，使得可调音速喷嘴具有线性的流量特性。采用计算流体动力学数值仿真研究可调音速喷嘴的工作特性。仿真结果表明反压小于临界反压时，可调音速喷嘴流量不受反压影响。可调音速喷嘴保持临界状态的临界反压比随流量的减小呈增大的趋势。线性可调音速喷嘴的流量与塞锥位置有较好的线性关系，其流量系数高且几乎不受塞锥位置的影响。

摘要:对金字塔构型单框架控制力矩陀螺（SGCMG）的失效特性进行分析。结合SGCMG部分失效的特点，构建运用Legendre伪谱法的重规划姿态机动路径求解方法。考虑SGCMG失效情况的不可预测性，设计自适应操纵律，该操纵律可以根据指令力矩与输出力矩的偏差对SGCMG的失效情况进行诊断，从而调节操纵律的内部参数，实现失效情况操纵律的自适应调节。仿真结果表明，采用姿态机动路径重规划算法与自适应操纵律，在控制力矩陀螺部分失效的情况下，仍可以实现空间站的大角度姿态机动。姿态机动方法可以有效应对空间站大角度姿态机动过程中可能出现的SGCMG部分失效情况，从而提高空间站姿态机动任务的安全性与可靠性。

摘要:在不确定性条件下，同时考虑到多维输出之间的相关关系和单输出的均值，构建由多输出数学期望列阵和协方差矩阵组成的多输出模型确认局部混合矩指标和全局混合矩指标。其中局部混合矩指标包括绝对指标（LA-3M）和相对指标（LR-3M），它们适合单点位置的多输出局部模型确认；全局混合矩指标也包括绝对指标（GA-3M）和相对指标（GR-3M），它们适合多点位置的多输出全局模型确认。通过数字算例和工程算例，所提指标可行有效，能够方便地度量计算模型和物理实验之间的差异程度。

摘要:针对卫星导航接收机的抗干扰问题，提出一种基于载波相位辅助的卫星导航天线阵抗干扰算法。该算法进行盲零陷形成的同时利用各阵元通道输出信号的载波相位辅助来进行盲波束形成，并通过控制算法实现智能切换。仿真结果表明，提出的算法在干扰环境且接收机冷启动的条件下仍能成功抑制干扰、正常运行，在无干扰或弱干扰条件下能进行波束形成来增强卫星信号，从而提高卫星可见性以及定位精度。提出的算法不需要姿态测量单元辅助且对阵元幅相不一致引起的导向矢量误差不敏感，其实现代价远小于传统的波束形成算法。

摘要:导航信号模拟器需要模拟电离层引起的延时和色散效应，与传统导航信号相比，新体制高阶BOC信号具有更宽的带宽，而传统导航信号的模拟方法会引入不可忽略的电离层延迟建模误差。通常情况下BOC(14,2)信号上下边带信号的电离层延迟可达到米级的差异。提出运用双边带模型的BOC信号模拟方法并进行了仿真，结果表明改进方法可以准确模拟电离层色散效应的影响。

摘要:多站电子侦察系统中，两个观测站接收到的脉冲信号到达时间差可以用于分选和定位。针对复杂信号脉间信息关联性弱，不能对脉冲数极少的信号进行分选的问题，提出一种多站时差与多参数联合分选定位新方法。该方法利用时差窗先验信息，将主站和所有副站脉冲同时进行多站时差和多参数联合预分选，并将预分选结果按位置进行融合，得到最终分选和定位结果，能对脉冲数极少的信号进行分选定位，甚至可实现单个脉冲的分选定位。仿真结果表明了该方法的有效性。

摘要:针对高超声速飞行器制导过程中的通道耦合问题, 设计一种基于旋量方法的三维非线性伪最优制导律。引入角度矢量、视线旋量、视线旋量速度等概念，通过等价性证明，得出视线旋量、视线旋量速度控制分别与视线方位、视线角速度控制具有一致性的结论，从而将制导问题转化为视线旋量和旋量速度的控制问题；基于旋量方法构建弹目视线旋量、视线旋量速度模型, 构建得到飞行器制导的三维非线性模型；为避免直接求解Riccati微分方程过程的复杂性，引入伪控制变量，将三维非线性制导模型转化为线性制导模型；分别针对无终端约束和有终端约束情况, 基于二次型最优方法得到三维非线性伪最优制导律。该制导律避免了通道解耦, 其制导参数又满足一定物理意义下的最优性。仿真结果验证了所设计制导律的有效性。

摘要:运用Morison公式，提出波浪扰动作用下，考虑弹体运动与波浪耦合的导弹出水过程动力学模型，并对小型潜射导弹的出水过程进行仿真和分析。以弹体姿态变化为例，研究弹体运动与波浪间的耦合关系对波浪扰动作用的影响，分析海情等级、波浪相位、出水速度、出水姿态角等因素对导弹出水过程的影响。结果表明，考虑弹体运动与波浪间耦合关系的出水动力学模型更加准确；潜射导弹的小型性和快速出水特性有利于降低波浪对导弹出水姿态的影响；对快速出水的潜射导弹，波浪扰动分析时须考虑海情等级、出水时间和波浪相位的影响。

摘要:针对敏捷成像卫星自主规划问题，将规划、决策、执行和信息反馈相结合，提出星上自主规划框架，并介绍框架结构和模块功能。在分析主要约束条件的基础上，建立基于时间线约束网络的问题模型。通过将各种卫星动作前后衔接，组合成能够完成不同任务的动作序列，提出一种面向卫星动作序列的启发式算法。该算法分为规划和决策两个部分，并在卫星执行每一个动作序列的同时基于多种启发式规则进行规划，在动作序列执行结束时进行决策。实验结果表明了自主规划框架和模型的合理性以及算法的有效性。

摘要:为解决多架救援直升机的起飞时序规划问题，以最小化最后一架救援直升机的起飞时间为优化目标，建立多直升机多起降点的数学规划模型。设计了基于任务优先级的快速启发式算法，提出航线交叉点的处理方案，给出起飞时间求解算法。以云南鲁甸6.8级地震的灾后救援为背景，设计了包含24架直升机和12个起飞点的起飞时序规划案例，对模型和算法进行了仿真验证，并对航线交叉的影响与处理措施进行了深入讨论。实验结果表明该模型和方法能有效解决多架救援直升机的起飞时序规划问题。

摘要:利用互联网资源提供大数据计算服务面临着资源异构性、动态性与通信长延迟等方面的挑战，现有分布式计算模型仍存在一些不足。运用流计算模型提出分布式流体系结构，包括分布式流编程模型与资源管理等，能够高效支持多种并行执行模式。在10个CPU-GPU异构结点上实现了原型系统，仿真实验验证了7个不同的测试用例。实验结果表明，与本地串行计算相比，分布式流体系结构可以平均提高39倍计算性能，具有较大的应用潜力。

摘要:鲁棒性多视图三角化方法通常借助重投影误差经验阈值来剔除图像对应中的错误匹配，该经验阈值的选取直接影响三维重构场景点的数量和精度。在分析图像特征点定位噪声及对极传递几何原理的基础上，建立对极传递过程不确定性的传递模型，提出一种基于核密度估计的最优噪声尺度估算方法，并将该噪声尺度作为多视图三角化中错误匹配筛选的依据。实验结果表明，该方法可以获得准确的噪声尺度估计，从而有效提升多视图三角化方法的三维重构质量。

摘要:岭回归是监督学习中的一个重要方法，被广泛用于多目标分类和识别。岭回归中一个重要的步骤是定义一个特殊的多变量标签矩阵，以实现对多类别样本的编码。通过将岭回归看作是一种基于图的监督学习方法，拓展了标签矩阵的构造方法。在岭回归的基础之上，进一步考虑投影中维度的平滑性和投影矩阵的稀疏性，提出稀疏平滑岭回归方法。对比一系列经典的监督线性分类算法，发现稀疏平滑岭回归在多个数据集上有着更好的表现。另外，实验表明新的标签矩阵构造方法不会降低原始岭回归方法的表现，同时还可以进一步提升稀疏平滑岭回归方法的性能。

摘要:PUFFIN是一个分组长度为64bit的轻量级分组密码算法，其密钥长度为128bit。对PUFFIN抵抗积分攻击的能力进行研究，构造并证明PUFFIN算法存在5轮和6轮积分区分器。利用6轮积分区分器对8轮PUFFIN进行积分攻击，可恢复2轮共100bit轮密钥，攻击的数据复杂度为2²⁰个选择明文，时间复杂度约为2³³次8轮加密，存储复杂度为2²⁰，这是目前为止对PUFFIN最好的积分分析结果。

摘要:为解决动态故障树抽象而不利于交流的问题，利用Petri Net直观、易用且适用范围广的优点，提出基于Petri Net的飞机系统安全性指标分配方法。通过整理安全性指标及其相关的可靠性指标，选取失效率作为安全性指标，对比动态故障树及Petri Net建模方法，选取后者建立静态逻辑变迁和动态逻辑变迁的Petri Net指标分配模型。在此基础上，提出考虑严酷等级的系统安全性指标分配方法，经过算例分析，构建Petri Net层次系统故障模型进行指标分配。结果表明，分配值均在相应安全性指标内，该方法能够克服动态故障树法不直观、等分配法分配过于粗糙等缺陷，为飞机安全性设计与评估提供参考。

摘要:采用欧拉梁模型建立了有阻尼碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题分析模型。通过引入非局部理论、广义Maxwell黏弹性模型、速度相依的外阻尼模型及黏弹性基底模型推导出碳纳米管动力学分析的欧拉梁振动控制方程。在Kelvin-Voigt黏弹性模型基础上，分别给出无基底和全基底支撑时碳纳米管固有频率的一般解析表达式，并分析讨论全基底时的多种典型情况。然后利用传递函数方法求解出一般边界条件下振动控制方程的封闭解。以某单壁碳纳米管为例，得到不同边界条件下该单壁碳纳米管的前四阶固有频率，并分析了碳纳米管非局部参数、黏弹性参数、基底刚度及长度等影响因素对固有频率和阻尼因子的影响情况。结果表明，文中所建的动力学分析模型及计算方法对解决碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题准确有效。

摘要:在传导冷却高温超导磁体系统中，超导磁饼热导率以及磁饼与导冷体之间的界面热阻是影响热输运的主要因素，也是传导冷却超导磁体系统热设计的难点。为了获得准确的热导率和界面热阻参数，根据 LevenbergMarquardt算法提出通过表面测温确定传导冷却超导磁体热输运参数的反演识别方法。搭建低温实验数据测试平台，建立高温超导磁饼三维各向异性热传导模型。利用反演算法对传导冷却Bi2223高温超导磁体在40～76K温区的各向异性热导率与界面热阻进行反演识别，并分析测温误差对识别结果的影响。研究成果将为超导磁体热输运参数的获取提供一种新思路。

摘要:为研究水下制氢反应室的动态过程规律，基于化学反应动力学和单液滴运动学得到合金/水反应转化率，并在最小自由能法计算得到生成物各组分摩尔数的基础上利用质量守恒方程得到室内各物质质量变化规律。在建立非线性移动边界螺旋管动态模型的前提下，利用能量守恒方程得到室内热力参数变化规律，进而完成制氢反应室动态过程详尽模型的建立。利用该模型编写计算程序，完成某水下制氢反应室动态过程仿真。结果表明，各仿真曲线较好地反映了对应参数的动态变化规律，验证了模型建立与仿真的正确性；合金/水反应转化率决定了反应室的物质质量变化规律及其能量释放特性。该模型可以作为制氢反应室动态特性分析及其过程控制研究的基础模型。

摘要:为实现对海水声速快速、高精度的测量，采用一种系统结构简单的声速测量方案。通过连续波信号参数估计的方法实现了对声传播时间和声速值的测量。采用伪随机序列对连续波进行调制处理，解决了单频连续波信号在测量中存在的整周期模糊与回波干扰问题。通过构建声速试验平台，进行了系统校准与测量试验。试验结果表明该方法具有测量精度高、响应快速的优点，适合于在水下机动平台上对海洋声速剖面进行快速、高精度的测量。

摘要:为预控双面法加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合性能，用大轮理论齿面展成与之共轭的小轮共轭齿面，将小轮共轭齿面沿啮合线方向和接触迹线方向分别进行修形，得到满足预置传动误差曲线以及接触印痕的目标齿面，计算出目标齿面与小轮理论齿面的法向偏差。建立以小轮加工参数调整量为变量，小轮两侧齿面与目标齿面法向偏差平方和最小为目标的优化模型，并采用序列二次规划算法求解该模型。以某高速车桥齿轮副为例进行验证，结果表明：加工参数调整后小轮两侧齿面与各自目标齿面的最大法向偏差分别为-4.7μm和-4.67μm，两侧啮合转换点传动误差与预置值分别相差6.67%和4%，两侧接触迹线最大偏差分别为0.275mm和0.177mm，基本符合预置条件。