检索结果-内蒙古大学图书馆

机械工程学报 2025年第5期61卷 13-25页

作者：吴剑威王继尧郑健赵鹏越高席丰温众普哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所哈尔滨150001 超精密仪器技术及智能化工业和信息部重点实验室哈尔滨150080 北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心北京100124

随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求,基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势,在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润... 详细信息

随着气体静压润滑技术的不断发展及兼容真空工作环境的迫切需求,基于密封设计的真空气体静压轴承已成为近年来的研究热点之一。因其具有高动态、低摩擦、高精度和无污染等优势,在精密加工、检测等领域有着良好的应用前景。从真空气体润滑方式、结构优化及实验研究等三方面入手,详述了真空气体静压轴承的国内外研究现状。对比了真空气体静压轴承相较于传统气体轴承的优缺点,同时归纳了真空气体静压轴承的常规密封方法及高效抽排方式。在此基础上分析了真空气体静压轴承在设计中存在的支承特性、结构设计、加工工艺等关键技术问题,并对真空气体轴承未来发展趋势进行了初步展望,为真空气体静压轴承的设计提供相应依据。

关键词：真空气体静压轴承轴承密封静态特性结构优化实验研究

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MG-Y激光器波长跳变的电流补偿方法研究

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光通信研究 2025年第1期1期(15)卷 72-76页

作者：汪迪庄炜张旭王乐刘万泉北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192 北京信息科技大学光纤传感与系统北京实验室北京100016 天津大学天津300072 澳大利亚科廷大学澳大利亚珀斯6102 广州南沙光子感知技术研究院广州511462

【目的】在当前航天领域的高速发展下,对光纤传感解调系统的性能提出了更为严格的要求。文章旨在解决调制光栅Y分支(MG-Y)激光器在通道切换时出现的波长跳变问题,从而提高激光器的波长稳定性,进而提升光纤传感解调系统在高速扫描下对振... 详细信息

【目的】在当前航天领域的高速发展下,对光纤传感解调系统的性能提出了更为严格的要求。文章旨在解决调制光栅Y分支(MG-Y)激光器在通道切换时出现的波长跳变问题,从而提高激光器的波长稳定性,进而提升光纤传感解调系统在高速扫描下对振动信号的解析精度。【方法】通过深入研究MG-Y激光器的调谐特性,文章揭示了切换频率对输出波长的显著影响,并在此基础上建立了不同切换频率下激光器的波长跳变模型。基于波长跳变模型,设计和搭建MG-Y激光器波长跳变补偿系统,并提出了基于通道内电流规律的波长偏差补偿方法,通过调整通道切换处的3路电流,实现对波长误差的精准补偿,从而有效解决了波长跳变问题。【结果】实验结果表明,切换频率与波长偏差之间存在对数关系,通过实验数据拟合得到了波长偏差与切换频率的关系式。进一步的实验验证表明,通过对通道切换处的3路电流进行补偿,波长误差在1 pm以内,表现出了显著的性能提升。【结论】通过该补偿方法,波长偏差得到了显著减小,MG-Y激光器的波长稳定性得到了明显提升。文章不仅在理论上填补了高速振动环境下光纤传感解调系统的技术空白,更直接助力了国家在航天装备领域核心竞争力的提升,具有深远的科学和应用价值。

关键词：调制光栅Y分支激光器波长跳变切换频率电流补偿波长稳定性

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温度解耦增敏式光纤光栅应变传感器

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光学精密工程 2018年第6期26卷 1330-1337页

作者：张开宇闫光孟凡勇祝连庆北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192 光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016

飞机载荷参数测试对保障飞行安全至关重要,光纤光栅传感器凭由诸多优势在不断尝试应用在其中。为了实现对结构应变的精确测量,同时排除温度带来的影响,通过对基底及光栅刻写工艺的特殊设计,实现了温度解耦增敏式光纤光栅应变传感器,并... 详细信息

飞机载荷参数测试对保障飞行安全至关重要,光纤光栅传感器凭由诸多优势在不断尝试应用在其中。为了实现对结构应变的精确测量,同时排除温度带来的影响,通过对基底及光栅刻写工艺的特殊设计,实现了温度解耦增敏式光纤光栅应变传感器,并对基底进行有限元分析。在10~60℃的温度范围内,该新型传感器温度灵敏度为45pm/℃,较裸光纤光栅增敏4.5倍,线性度良好。在MTS拉伸试验机上测试拉伸试验件在0~700με条件下传感器特性,灵敏度为1.46pm/με,较裸贴方式增敏1.4倍,线性度良好。传感器温度误差小于0.1℃,应变误差小于3με。实验结果表明,传感器解耦性能良好,与理论分析相符,满足飞机载荷谱测试的应用背景。

关键词：应变传感器光纤光栅温度解耦线性度灵敏度重复性

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基于LDMOS的可调窄脉冲半导体激光器驱动源研究

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红外与激光工程 2016年第1期45卷 83-87页

作者：李涛祝连庆刘锋张荫民北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心光电测试技术北京市重点实验室北京100192

介绍了一种利用横向双扩散金属氧化物半导体（LDMOS）作为开关器件驱动激光半导体的设计方法。通过对半导体激光器驱动电路原理的分析,并结合PSPICE建立射频功率晶体管的电路模型,经过理论分析和计算从而获得更优化的驱动电路;采用高速... 详细信息

介绍了一种利用横向双扩散金属氧化物半导体（LDMOS）作为开关器件驱动激光半导体的设计方法。通过对半导体激光器驱动电路原理的分析,并结合PSPICE建立射频功率晶体管的电路模型,经过理论分析和计算从而获得更优化的驱动电路;采用高速电流反馈型运算放大器构成电流串联负反馈电路从而得到稳定的输出电流,有效地提高了窄脉冲信号的转换速率和频响特性。实验结果表明,半导体激光器输出电流脉宽20 ns-CW可调,上升和下降时间小于10 ns,幅度最高可达2 A,重复频率为0~10 MHz。实验结果验证了设计思路的可行性,进一步提高了半导体激光器的输出指标。

关键词：窄脉冲半导体激光器 LD驱动电源 SPICE模型 LDMOS 电流反馈运放

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基于空气湿度的土壤含水量估计模型研究

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仪器仪表学报 2016年第11期37卷 2582-2587页

作者：刘亚军祝连庆杨德斌徐金梧北京科技大学机械工程学院北京100083 北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192

针对当前土壤含水量测量装置结构复杂、测量稳定时间长、成本造价高以及传感器间一致性差等问题,对土壤水分蒸发过程与土壤含水量之间的关系进行了理论分析。基于对近土壤区域空气相对湿度的测量,在彭曼蒙特斯公式基础上提出了一种土壤... 详细信息

针对当前土壤含水量测量装置结构复杂、测量稳定时间长、成本造价高以及传感器间一致性差等问题,对土壤水分蒸发过程与土壤含水量之间的关系进行了理论分析。基于对近土壤区域空气相对湿度的测量,在彭曼蒙特斯公式基础上提出了一种土壤含水率估计模型,并设计制作了集温度、光照强度及土壤含水量测量为一体的测试系统进行实验验证。实验表明,测试结果与称重法得到的实际含水量具有较高的一致性,且该测试具有响应速度快、成本低等优势。

关键词：土壤含水量蒸发彭曼蒙特斯公式称重法

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变臂关节式坐标测量机的参数自标定方法研究

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仪器仪表学报 2014年第3期35卷 572-579页

作者：祝连庆李伟仙潘志康郭阳宽陈青山北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016

为了有效地提高关节式坐标测量机的测量精度,变臂关节式坐标测量机通过锁定坐标测量机的前2个关节,减小前端关节转角误差的引入降低系统传递误差。经D-H方法建模,变臂关节式坐标测量机和关节式坐标测量机具有相同的数学方程,但是两者具... 详细信息

为了有效地提高关节式坐标测量机的测量精度,变臂关节式坐标测量机通过锁定坐标测量机的前2个关节,减小前端关节转角误差的引入降低系统传递误差。经D-H方法建模,变臂关节式坐标测量机和关节式坐标测量机具有相同的数学方程,但是两者具有不同的结构参数,主要差别体现在前2个关节转角。提出了一种基于逆运动学分析方法和非线性规划遗传算法的参数自标定方法。首先,采用Robotics Toolbox中的逆运动学分析方法反求到达同一标定点的多组可能位姿;其次,根据这些反求的位姿结合测量模型计算标定点的坐标值;最后,以单点重复误差为目标函数通过遗传算法进行全局搜索并利用非线性规划算法进行局部搜索获取最优标定结果。实验结果表明,所提出的参数自标定方法使得变臂关节式坐标测量机的单点测量精度提高1 000倍,长度测量精度提高8倍。

关键词：变臂关节式坐标测量机参数标定 D-H方法非线性规划遗传算法逆运动学分析

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基于内点法实现关节式坐标测量机参数标定

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仪器仪表学报 2018年第3期39卷 117-123页

作者：潘志康祝连庆郭阳宽北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016

提出一种基于内点法的关节式坐标测量机参数自标定方法。首先,基于D-H方法,建立关节式坐标测量机的运动学模型,在此基础上建立参数误差模型。利用自制标定块,采用多位姿测量多点的方法获得标定用数据,从而使该标定方法能够在现场应用;... 详细信息

提出一种基于内点法的关节式坐标测量机参数自标定方法。首先,基于D-H方法,建立关节式坐标测量机的运动学模型,在此基础上建立参数误差模型。利用自制标定块,采用多位姿测量多点的方法获得标定用数据,从而使该标定方法能够在现场应用;以测量机的长度测量精度为基础建立目标函数,利用内点法进行参数辨识,该算法对迭代初值无要求,可有效提高参数标定成功率。通过标定实验得到坐标测量机的运动学参数,验证了该方法的可行性。经过标定后,关节式坐标测量机的单点重复性精度和长度测量精度分别提高了93.65倍和100.13倍。

关键词：关节式坐标测量机参数标定内点算法约束优化

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基于仿人眼自适应调节的多光谱视觉图像处理方法

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红外与激光工程 2017年第9期46卷 100-107页

作者：宋言明潘志康孟晓辰娄小平祝连庆北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192 北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192

针对传统仿生视觉系统中目标图像获取单一性问题,提出一种仿人眼自适应调节的多光谱视觉成像技术。首先,通过改进的自动调焦算法使成像系统同时采集可见光高分辨率图像及近红外低分辨率图像。然后,对于多光谱成像系统中由于分光棱镜折... 详细信息

针对传统仿生视觉系统中目标图像获取单一性问题,提出一种仿人眼自适应调节的多光谱视觉成像技术。首先,通过改进的自动调焦算法使成像系统同时采集可见光高分辨率图像及近红外低分辨率图像。然后,对于多光谱成像系统中由于分光棱镜折射率不同导致的在固定焦距下,可见光和近红外图像清晰度有所不同的问题,采用改进的二代小波变换进行近红外图像增强,提高图像对比度,改善视觉效果。最后,搭建基于液体变焦透镜的多光谱实验系统验证自动调焦算法及图像增强算法的实际性能。实验结果表明:系统完成有效自动调焦的平均用时为756 ms。同时,近红外图像增强后其灰度方差函数值提高了79.4%,解决了对比度低和细节模糊的问题,最终实现自适应调节。

关键词：仿生视觉多光谱自动调焦图像增强液体变焦透镜

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nBn结构InAs/GaSb超晶格中/长双波段探测器优化设计

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红外与激光工程 2023年第9期52卷 73-85页

作者：刘文婧祝连庆张东亮郑显通杨懿琛王文杰柳渊鹿利单刘铭北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100016 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100016 华北光电技术研究所北京100015

双波段红外探测可对复杂的红外背景进行抑制,在军用目标识别、医疗诊断和污染监测等方面有重要应用价值。基于二类超晶格的双波段红外探测器在成本和性能方面具有很大的优势,成为新型红外探测器领域的研究热点。然而其暗电流和串扰会极... 详细信息

双波段红外探测可对复杂的红外背景进行抑制,在军用目标识别、医疗诊断和污染监测等方面有重要应用价值。基于二类超晶格的双波段红外探测器在成本和性能方面具有很大的优势,成为新型红外探测器领域的研究热点。然而其暗电流和串扰会极大地影响双波段红外探测器的性能。因此,设计了nBn结构的InAs/GaSb超晶格中/长波双波段红外探测器,通过仿真比较不同结构的器件在不同偏压下的中波/长波通道的响应率和暗电流大小,分析势垒层厚度、吸收层厚度、不同区域的掺杂对暗电流和串扰的影响,从而得到最佳的模型参数达到减小暗电流和降低串扰的效果。仿真结果显示:nBn结构的中/长波双波段红外探测器在77 K下,中波通道的暗电流密度为4.5×10^(-5)A·cm^(-2),在0.3 V偏压下,2μm处的峰值量子效率为64%,探测率可以达到3.9×10^(11)cm·Hz^(1/2)·W^(-1);长波通道的暗电流密度为1.3×10^(-4)A·cm^(-2),在-0.3 V的偏压下,5.6μm处的峰值量子效率为48%,探测率可以达到4.1×10^(11)cm·Hz^(1/2)·W^(-1)。相关结论可为器件设计和加工提供参考。

关键词：红外探测器双波段 nBn InAs/GaSb超晶格暗电流

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机器人辅助激光超声检测系统及参量匹配方法

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仪器仪表学报 2017年第8期38卷 1961-1969页

作者：孙广开曲道明周正干北京信息科技大学光电信息与仪器北京市工程研究中心北京100192 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083

为解决飞行器复合材料构件的非接触、高精度无损检测问题,提出基于关节型机器人的激光超声检测系统及光声学参量匹配方法。采用有限元方法建立层状复合材料模型,计算分析材料层状各向异性导致激光超声的非对称分布、声束倾斜和畸变特征... 详细信息

为解决飞行器复合材料构件的非接触、高精度无损检测问题,提出基于关节型机器人的激光超声检测系统及光声学参量匹配方法。采用有限元方法建立层状复合材料模型,计算分析材料层状各向异性导致激光超声的非对称分布、声束倾斜和畸变特征,结合实验分析得出利用激光超声表征分层的光声学参量匹配方法。在系统设计上,利用1 064 nm波长的Nd:YAG脉冲激光器激励超声波,利用基于光折变效应的双波混合干涉测量系统探测超声信号,激励和探测激光由光纤传导并投射至被检测工件表面,采用精密六轴关节型机器人作为C型扫描装置,建立系统的实验室原型,实现碳/环氧复合材料试样的C型扫描检测,得到试样中模拟缺陷的分布、形状和尺寸特征,验证了检测系统及参量匹配方法的有效性。研究结果表明,研制的机器人辅助激光超声检测系统可以实现碳/环氧复合材料内部直径1 mm以上分层的检测与成像,在飞行器复合材料构件的无损检测方面具有应用前景。

关键词：激光超声无损检测复合材料航空制造

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