为了精确控制光束的传输方向,设计了一种以直线式音圈电机为驱动器的球面副支撑式快速控制反射镜（FSM）。在明确所需FSM系统功能和设计要求的基础上,分别对其机械结构、平面反射镜、驱动元件以及角度测量元件进行了设计和选择。完成精密加工、装配、调试后,对FSM系统进行了实验测试分析。结果表明,该球面副刚性支撑式FSM系统结构简单,承载能力强,谐振频率约为120Hz,反射镜稳定精度优于2″,且对振动、冲击、回转等动态工作环境具有较强的适应性,满足系统使用要求。

这种单频激光干涉系统采用共光路设计布局,通过偏振分束器以及1/4波长片等光学器件对干涉条纹进行空间移相,提取相位依次相差90°的三路干涉输出信号,进行比较放大,解决了常规单频激光干涉仪中的光强"零漂"问题.利用共模抑制技术,提高了干涉系统的测量稳定性和重复性.采用光程差放大技术,提高了干涉系统的分辨力.

为了精确控制FSM系统中平面反射镜的偏转角度,研制了专用型光栅测微仪对其进行位置测量,以实现系统的闭环控制。在明确了FSM系统对测微仪应用需求的基础上,根据其技术原理,对光栅测微仪的小型滑轨、标尺光栅图案、指示光栅图案、绝对零位编码、指示光栅移相以及接触探头分别进行了设计与选择。经精密加工、装配、调试后,所得光栅测微仪的测量范围为±2.5mm,响应频率为1000Hz,全行程测量精度优于2μm,测量分辨力优于0.06μm,并能提供绝对零点位置。工程应用实践证明：该光栅测微仪具有高精度、高分辨力、高可靠性的特点,满足FSM系统的使用要求。

介绍了超声波液位测量系统的工作原理和系统框图,给出了详细的超声波发射电路和环境温度采样电路.通过对接收信号采取一系列有效的处理方法:首先对接收信号采取STC(灵敏度时间控制)方式进行信号放大,接着对信号进行线性包络检波,最后采用微分电路和零点交叉检测,生成输出信号,基本上消隐了测量盲区和时间检测误差,并进行了温度补偿计算.采用模块化方式设计系统软件,成功地研制了基于单片机的超声波液位智能测量系统.实测表明,系统具有较高的测量精度和较强的适应性.

针对炮弹的气动参数辨识问题,提出了一种创新的辨识方法。受到常用于带有终端约束制导律设计的MPSP(模型预测静态规划)算法启发,将其运用在炮弹的气动辨识领域。以弹体纵向平面的质心动力学模型作为辨识模型,以炮弹速度、位置等飞行外弹道数据作为模型状态量,创新地将升力系数与阻力系数视作制导律中的“控制量”,基于MPSP算法在辨识步长内进行“制导”,使得预测的终端状态量满足实际外弹道状态量“终端约束”,从而得到“控制指令”(即待辨识参数)。以某型155 mm制导炮弹为背景,使用Matlab编制辨识算法程序对给定弹道数据的升阻力系数进行了辨识。辨识结果显示当初始气动参数存在30%误差时,辨识算法平均可在170 ms内收敛至真值附近,辨识误差在2%以内。

辊道的振动计算,就是以长轴为基准的扭转振动计算,它影响辊道传动系统的最佳配置.根据机械振动理论,文中给出了振动计算式和算例,并通过算例表明文中方法可作为判断辊道传动系统合理性的依据.

针对城市中公交车清洗面临的问题,文中利用CATIA软件设计垂直滚筒式公交清洗小车的三维模型,并为清洗小车的设计、仿真设计以及模拟计算提供了理论依据。

为解决公交车的高效便捷清洗问题,基于青岛理工大学韩旭东教授的团队设计的一款“垂直滚筒式公交清洗小车”, 利用AT89C51单片机配合其他元器件,设计了相关的嵌入式系统,包括超声波测距系统和手动/自动双模平台升降控制系统, 完善了原产品的设计.采用KeilC51软件编写了相应的控制程序,使用Proteus软件绘制了电路原理图,并进行了仿真模拟.

针对滚筒式清洁装置的清洁效率问题,利用ANSYS软件的接触分析结果对干态接触下的清洁效率进行等效估算。同时,利用干态下的清洁仿真效率的定义,可以在尽可能短的周期内实现产品的迭代设计,解决滚筒清洁装置的前期效率校核问题。也解决了在设计中遇到的问题,给设计提供了可靠的理论依据。

针对火箭炮实验教学的相关需求,以某107 mm火箭炮为载体,应用虚拟现实技术,基于HTC头盔显示方案,设计并实现了基于Unity3D平台的多管火箭炮虚拟拆装系统。该系统实现了火箭炮的结构展示、装配模拟和射击模拟,交互性强,展示效果好,降低了实验教学成本,同时提高了安全性。