基于光学设计基本理论,设计了一种体积小,跟踪范围可以达到整个前半球的可见光双视场光学系统。系统由前部集束系统,中间光路转折系统及后部成像系统3部分组成。集束系统采用望远镜式结构,用于改变光束的口径;光路转折系统采用库德光路,由4片反射镜组成,用于转折光路及扫描;成像系统由长焦成像系统和短焦成像系统组成,分别形成两个视场的像,用于目标识别与跟踪。光学系统焦距分别为60mm和120mm,设计传递函数在58lp/mm处均大于0.5。加工装调后进行了成像试验验证,结果表明,该系统能够同时完成大视场及小视场的图像获取,在可视范围内成像质量满足系统总体要求。

研制出了一种采用微硅片对准技术和微硅片狭缝的新型微型分光光度计。采用MEMS工艺制造出了体积小、精度高的微硅片对准机构和微硅片狭缝，并且对其性能进行了分析和论证。同时对影响分光光度计线性度精度的样品池的光学特性进行了分析，推导出了透射光强与样品池的折射率、被探测介质的折射率关系式，并进一步分析因折射率引起光强的变化对吸光度的影响。实验结果表明，该微型分光光度计可以分辨出介质折射率相差0．01介质，同时参比介质的不同仅仅对A-C曲线产生平移，而对相关系数和斜率无任何影响，通过对实验数据的计算得到以空气和蒸馏水两种折射率的介质为参比时的系统相关系数都大于0．999，说明所研制的基于MEMS技术的微型分光光度计具有高度显著线性相关性。

本文提出了一种新的非接触式，高灵敏度微致动器同矩动态测试方法，以非接触测量代替接触测量，改间接测量为直接测量，最大限度地减少中间环节及测量影响因素，测量精度可提高一个数量级，测量规范可提高到10^-4-10^-7Nm，同时，设计了非接触，高灵敏度微致动器力矩动态测量仪，并对其中的两项关键技术－非接触微力制动和微力自动加载进行了论述，并给出了该仪器的实际测量结果。

本文介绍了一种非接触式的、高精度的微扭矩动态测试仪，并对其中的两项关键技术－非接触微力制动及微力自动加载进行了论述，同时给出了仪器的准确分析及实际测量结果。

研制了一种采用微硅片狭缝代替传统机械狭缝的微小型光纤光谱仪.采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并分析了微硅片狭缝的狭缝不平直度对微小型光纤光谱仪分辨率的影响,通过测试系统分辨率的实验,验证了采用微硅片狭缝的可行性.同时,对微小型光纤光谱仪的光谱带宽和像元分辨力进行了讨论,为波长的标定提供了一种理论依据.通过对采集的汞灯谱线的分析和MATLAB的精确计算,验证了所提出的通用波长-像元迭代公式的正确性,从而研制出了一种采用微硅片狭缝的半峰全宽为0.85 nm,波长标定精度小于0.2 nm,体积为50 mm×46 mm×14 mm的微小型光纤光谱仪.

压电驱动微位移工作台的动态特性分析对其设计及实际应用都有很大的指导作用。本文在线性化的前提下，通过对这种微位移工作台各个组成部分的相应简化，分析了在频咯低于共振频率时微位移工作台的动态特性，得出了其传递函数。另外，本文还对影响工作台设计的两个重要边界条件－初始预紧力和工作台所能达到的最大频响进行了比较详细的推导，给出了其所应满足的量化指标。

为研究MEMS的微摩擦需设计一种能够测量微米尺度样品摩擦特性的专用仪器,尤其是能进行微机构摩擦力和正压力测试的大范围、高灵敏度的微摩擦检测装置.给出了一种基于光反射法的微摩擦测试仪的设计方法,介绍了该仪器的设计原理、测力传感器的结构设计、仪器的标定方法.硅测力传感器采用MEMS工艺制作,具有变形量大、线性度好、灵敏度高等优点.实验结果表明,该测试仪能满足微机电系统微摩擦测试的需要.

文章采用正交表、拉丁方等实验设计方法,结合多项式响应面、Kriging模型、径向基函数神经网络等近似技术,分别拟合了飞行器翼面优化所需的设计变量与性能参数的映射关系。综合考虑了计算成本和精度后,确定以基于神经网络的代理模型来代替气动学科的高精度分析模型,参与飞行器翼面的多学科优化,从而实现了各学科的模型近似并降低了运算成本。

基于动量叶素理论明确了旋翼的入流分布情况,建立了适用于共轴双旋翼的气动计算模型,通过所研制的气动试验平台对共轴双旋翼的气动特性(拉力、扭矩及功耗)进行了测试,着重分析了悬停状态下旋翼转速及间距的变化对系统气动性能的影响,探索最优的气动布局。实验结果表明共轴双旋翼系统中旋翼间距的变化对总拉力的影响并不显著,但是下旋翼产生的拉力明显小于上旋翼,系统中下旋翼仅提供了43.8%~45.1%的拉力,适当增大下旋翼桨距和扭转角等参数有助于提高系统的整体性能;下旋翼的存在极大抑制上旋翼尾流的收缩,上旋翼尾流收缩的实际边界面积比理想边界增加了15%左右;当双桨间距为0.40R时,下旋翼产生的拉力最大,系统净扭矩最小,气动布局最优。