基于Hermite多项式函数链模糊神经网络的PMLSM分数阶反推控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统中存在的参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素,采用了函数链模糊神经网络(FLFNN)和分数阶反推控制(FOBC)相结合的控制方案来提高系统的控制性能.首先,采用FOBC实现系统的全局调节和位置跟踪,提高系统的收敛速度和控制精度;然后,采用Hermite多项式函数链模糊神经网络(HFLFNN)直接估计系统中存在的不确定性,同时利用指数补偿器对估计误差进行补偿,进一步提高系统的鲁棒性;最后,利用Lyapunov函数推导出系统中控制参数的在线调整估计律.实验结果表明所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性对系统的影响.与FOBC相比,具有更好的跟踪性能和鲁棒性能.     

基于递归径向基神经网络的永磁直线同步电机智能二阶滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素影响的问题,采用二阶滑模控制(2OSMC)和递归径向基神经网络(RRBFNN)相结合的智能二阶滑模控制(I2OSMC)方法来提高系统控制性能.利用2OSMC削弱传统滑模控制中的抖振问题,提高了系统的位置跟踪精度.但由于难以估计系统中不确定性因素的边界,从而无法实现2OSMC的最佳性能,因此,引入RRBFNN对不确定性因素进行估计.由于RRBFNN具有较快的学习能力,可通过在线训练网络参数,进而提高系统的鲁棒性.实验结果表明,所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性因素对系统的影响,使系统具有较高的位置跟踪精度和较强的鲁棒性能.     

基于DSP的LPMSM驱动系统自适应积分反推位置控制

直线永磁同步电机(LPMSM)取消了滚珠丝杠和齿轮等中间传动环节,致使参数摄动、外界干扰和齿槽力等因素直接影响驱动系统的性能。为提高LPMSM驱动系统的位置跟踪精度,提出了一种自适应积分反推控制(AIBC)方法。建立含有干扰项的LPMSM系统模型,设计AIBC克服干扰对系统的影响,通过引入自适应律可对系统干扰进行估算并实时调整控制器参数,确保电机实际位置跟踪给定参考轨迹。采用高性能的数字信号处理器(DSP)作为控制核心,验证AIBC方法的有效性。结果表明,该方法可以使LPMSM驱动系统具有良好的伺服性能。     

基于小型化便携式光谱成像技术的分类识别系统研究

小型化便携式光谱成像越来越多应用于日常生活中，给人们的生活提供了更多的便利。柑橘属水果是人们日常生活中经常食用和储存的水果之一，在智能冰箱中，柑橘由于品种相似等原因不利于识别和分类，光谱成像技术利用其物质不同的特征波长实现其识别。采用新型的单芯片式光谱成像芯片搭建小型化便携式的光谱成像系统，利用光谱成像技术实现对柑橘属水果的分类识别，并通过分批次样本进行交叉验证，同时建立光谱分辨率与准确度关系，通过约束光谱分辨率，有效提高了柑橘属水果分类识别的准确度，光谱分辨率小于20 nm，识别准确度可达到95%以上。     

基于扰动观测器的永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制

针对永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)驱动的数控机床易受参数变化、负载扰动以及摩擦力等不确定性影响的问题,提出一种基于质量辨识扰动观测器(disturbance observer with mass identification,DOB-MI)的自适应反推互补滑模控制(adaptive backstepping complementary sliding mode control,ABCSMC)策略。设计 ABCSMC 方法抑制不确定对系统的影响。通过引入自适应律,ABCSMC 的边界层能够实现动态变化,保证系统具有全局鲁棒性,且 ABCSMC 可对不确定性在线估计并调整,从而提高位置跟踪精度。由于在实际应用中,负载质量变化会对系统性能造成极大的影响,因此,利用离散模型参考自适应辨识理论,设计 DOB-MI 辨识动子质量并计算出补偿电流以补偿负载扰动对系统的影响。仿真与实验结果表明,该方法提高了系统的位置跟踪精度,对参数变化和负载扰动等不确定性具有极强的抑制能力。     

1 Gbps实时传输的自由空间光通信链路损耗

远距离自由空间光学（FSO）通信系统面临的最大挑战是在大气湍流影响下信号传输会造成光强度衰减/波动,导致通信链路中断。文中提出了一种基于通信系统接收功率的对数正态统计来计算由湍流引起的通信链路损耗的方法,可评估指导FSO通信系统中的系统参数。文中模拟了不同强度湍流影响,接收终端口径为2 cm、20 cm条件下,850 nm、1 550 nm波长的光通信链路损耗与传输距离的关系。然后利用模拟分析结果设计了一个接收口径为20 cm的FSO通信系统,在强湍流条件下完成~2 km距离传输高清图像和视频。FSO通信系统的传输速率为1 Gpbs,与4 G网络相比,可以满足大量无压缩数据流传输的清晰度和实时性。     

四波混频和级联四波混频效应产生的连续光频率梳

针对产生光频率梳需要锁模激光种子源的难题,创新性提出了用连续光源产生光频率梳,应用色散平坦高非线性光纤解决了宽光谱范围四波混频和级联四波混频效应的相位失配问题。通过实验展示了近40 nm带宽的光频率梳的形成,光频率梳由低功耗,低成本,连续波种子（法布里-珀罗激光器）生成,无需脉冲激光源。连续光频率梳是由在420 m零色散色散平坦高非线性光纤中的四波混频和级联四波混频效应产生的,频谱带宽扩展了近10倍,频率梳的线宽为4.3 MHz。     

基于多特征联合的太赫兹药品检测方法

以药品为研究对象,利用太赫兹时域光谱系统对3种不同药品进行测量并提取折射率、介电常数和物质因子等多个特征参数,然后联合多个特征参数作为输入,采用后向传播(BP)神经网络、支持向量机(SVM)和学习矢量化(LVQ)3种机器学习方法分别对药品进行多特征联合检测分类识别。实验结果表明,多特征联合检测方法识别准确率能够达到95%以上,有效提高药品的检测分类准确度,可用于药品的检测和分类识别。     

基于高光谱成像芯片中布拉格反射镜的设计和制备

针对传统高光谱成像系统体积质量大、光机结构复杂、成本高等缺点,亟待微小型化的需求,开展高光谱成像芯片中布拉格反射镜设计和制备的研究,根据布拉格分布膜系理论开发的多层膜系结构的模拟器,并根据结构设计完成了5层和7层膜系布拉格反射镜的制作,利用可见/近红外分光光度计,对布拉格反射镜的反射率进行测量,与模拟器进行对比,由于布拉格镜的实际制备存在瑕疵,导致误差 3%,多层膜系结构模拟器可以指导实际布拉格反射镜的制备,为高光谱成像芯片化奠定基础。     

光诱导氧化钒薄膜原位太赫兹波调制特性研究

采用磁控溅射及快速热氧化法在c-Al2O3基底制备出高质量的氧化钒薄膜。首先,分析结果表明所制备的氧化钒薄膜表面颗粒大小均匀,表面均方根粗糙度约为16.75 nm,主要成分为VO2和V2O5,V4+离子的含量为78.59%,所制备的氧化钒薄膜具有稳定的热致相变特性;其次,光诱导下薄膜的THz波调制特性研究结果显示,随着激励光功率增大,薄膜的THz透过率逐渐减小;最后,经过多次原位反复测试结果表明所制备的氧化钒薄膜具有稳定可逆的THz波调制特性,可应用于太赫兹开关和调制器等集成式太赫兹功能器件。