基于系统要求以及Maksutov-Cassegrain望远物镜和变倍目镜的设计原理,设计了一种小型连续变倍Ma-ksutov-Cassegrain望远系统。为降低成本,系统中所有光学表面均采用球面。物镜部分采用弯月型厚透镜和一组双胶合透镜来更好地校正像差;目镜部分采用了无后固定组、像面在内的结构来缩短系统长度,并利用相关程序对变焦曲线进行了拟合。本系统通过目镜的连续变焦配合固定焦距的物镜实现了25～75倍的视觉放大倍率,各种像差都得到了很好的校正,满足指标要求。

阐述了传统平行光管与折衍混合式平行光管的设计方法比较,给出了折衍混合式设计的优化结果。经分析,优化后的设计在点列图、光学传递函数和像差曲线等方面均明显好于传统设计方法,对其它大孔径平行光管的设计具有很强的参考价值。

为了提高动基座光电平台视轴稳定精度,必须提高伺服系统对扰动力矩抑制的能力。针对这种情况,提出了在伺服系统中引入加速度反馈闭环来抑制扰动力矩。仿真、分析结果表明,加速度反馈闭环的引入有效增强了动基座光电平台伺服系统的力矩刚度,极大的抑制了扰动力矩,将动基座光电平台视轴稳定精度由177.8 rad提高至8.5 rad。

畸变是物体经光学系统成像后的实际像高与理想像高的差值,虽不影响成像的清晰度,但却影响像的真实程度,对于光学瞄具这样的高精度瞄准系统而言,其畸变的大小对整个系统的工作性能具有决定性的意义。文中介绍了光学瞄准镜相对畸变的测试原理及测试系统的组成。实验结果表明,系统的测量精度较高,达到了技术指标要求。

针对目前反射镜拓扑优化存在的局限性和渐进结构优化的优点,提出了用渐进结构优化的方法对镜体进行拓扑寻优。分析了渐进结构优化的原理并进行了改进,同时对比了不同模型和删除参数的影响,对镜体在竖直和水平两种工况下分别进行分析,得到了在复合工况下材料的最佳分布（载荷传递路径）,分析了这个结果与现有镜体结构形式的异同,给出了改进建议,根据上述最佳材料分布加以整理,提出了一种多点支撑下的镜体结构形式,对以后相关设计具有一定的参考价值。

为适应靶场经纬仪轻量化、小型化的要求,设计了基于标准轴承的光电经纬仪俯仰轴系。该轴系采用角接触球轴承作为主要支撑,深沟球轴承为辅助支撑,轴系晃动可以控制在3″以下,同时降低了加工成本,缩短了制造周期。根据球轴承Hertz弹性接触理论,对轴系进行了谐振仿真计算,计算出俯仰谐振频率为76.9Hz,能够满足伺服控制系统的要求。

为实现物体振动的测量,将频闪照明和电子散斑干涉技术相结合测量物体振动,利用比被测物体振动周期短的脉冲激光照明物体,将物体在一个振动周期内的两个位置当作双曝光静态变形来处理。采用虚拟仪器软件LabVIEW控制同步信号,以四周固定的矩形平板为测量对象,得到了激振频率为100Hz和200Hz时的干涉条纹图。实验结果表明该系统结构简单且具有很高的同步精度。

本测量系统基于压电式加速度计灵敏度高、频率范围宽等优点和用户的实际需求,提出了新的设计方案,可以满足用户对冲击加速度的测试精度要求,对系统中冲击加速度进行测量及误差分析。

动态靶标是一种在室内检测光电跟踪测量设备的装置,经纬仪在检验各项精度指标或调试伺服跟踪系统前都需要动态靶标和经纬仪的相对位置满足动态靶标按预定轨迹旋转一周,经纬仪通过调整方位和俯仰姿态都能够捕获到靶标（简称经纬仪对准动态靶标）。首先介绍了传统的经纬仪对准动态靶标的方法,指出了其四方面的局限性,进而提出一种应用角度测量指向装置的经纬仪快速对准动态靶标方法,阐述了该方法所用角度测量装置的具体结构和对准靶标的具体实现过程,接着对应用角度测量装置对准靶标的主要误差进行了分析,最后总结了这种方法的优势。具体使用结果表明,该方法可以显著提高经纬仪对准靶标的工作效率。

采用单面镀铝聚酯薄膜作为基底,设计了一种通过控制静电力分布来拉伸薄膜成形的三环多电极300mm有效口径的反射镜聚光系统。通过计算所需施加分布电势,能够有效控制圆薄膜面形变化实现不同焦距的聚光。并进行了面形成形模拟和聚光模拟,效果良好。为静电薄膜反射镜影响因素的定量研究和面形控制提供了切实可行的平台。