一、实验中存在系统误差的几种发现方法（论文文献综述）
巴宏伟[1]（2021）在《基于激光测微仪的非接触式在位测量系统研究》文中研究指明随着科技的快速发展,人们对产品的质量、精度等要求越来越高,尤其是在高科技领域尤为明显。复杂曲面结构相比于传统简单面型能更好的满足功能需求,简化系统结构,有利于减小系统的质量和体积,复杂曲面的加工制造的相关问题渐渐成为研究的热点问题。由于复杂曲面多用于精密制造领域,例如航空航天、模具制造、天文望远镜等领域,因此对其精度也有了更高的要求。高精度的复杂曲面制造离不开高精度的测量系统,传统的离线测量技术虽然较为成熟,但在测量过程中可能会引入无法测量的定位误差。这种误差具有较强的随机性,难以进行后续误差补偿。并且离线测量需要对工件进行多次装夹,不利于提高加工效率。在位测量能有效避免多次装夹带来的定位误差。针对以上问题本文开发了基于激光测微仪的非接触式在位测量系统来避免二次定位误差。本文所开发的在位测量系统以三维运动平台为载体,在其基础上结合LKH020型激光测微仪进行面型数据采集。基于三坐标测量原理,分析了软件系统的功能要求。利用VC6.0的MFC模块设计并开发出了非接触式在位测量软件系统,通过各模块之间的相互配合,实现三维运动平台的三轴运动控制和LK-H020型激光测微仪的数据采集。并对在位测量系统的软件系统和硬件系统进行连接和调试。本文研究了面型测量中存在的几种测量误差,并建立了相应的数学模型,对原点定位误差和测头的转动误差进行了误差补偿研究。研究了曲面的面型评价方法,为后续的测量分析奠定基础。介绍了轨迹规划的布点原则,基于轨迹规划的布点原则介绍了几种轨迹规划方法,并利用MATLAB编程进行相应算法的仿真实验。本文介绍了采样点规划的基本原则,针对几种重要的曲面曲线参数,对测量点的轨迹规划方法进行了研究,利用MATLAB软件进行了仿真实验。对曲面曲线拟合方法进行了研究。根据理论研究和实验研究,本文所开发的非接触式在位测量系统能够实现各种面型曲面的自动测量。其测量精度达到了微米级别,并且有较高的可靠性和稳定性,可以满足高精度的曲面测量需求。
潘云[2]（2021）在《基于TDLAS的热电厂一氧化碳气体监测方法研究》文中研究说明随着自然资源的消耗和环境污染的加剧,节能减排已成为全球关注的焦点。目前我国电厂的能源结构仍然以传统的化石能源为主,为了达到节约能源、降低污染的目的,有必要对热电厂锅炉进行燃烧优化控制。热电厂燃料不完全燃烧产生的一氧化碳（CO）气体可以作为燃烧优化的依据,同时CO作为一种易燃易爆和有毒气体,对它的实时在线监测势在必行,因此本文开展了热电厂一氧化碳气体监测方法研究。可调谐二极管激光吸收光谱（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS）技术,是利用气体分子对光的选择性吸收进行气体参数测量的技术。相比于其他气体检测技术,TDLAS具有显着优势:非接触测量、选择性好、响应速度快、灵敏度高、多组分多参数同时测量、系统简单,近年来已经逐渐应用到了燃烧诊断、工业过程监控、污染气体检测、医疗诊断、食品安全检测等各个领域。TDLAS技术在实际测量过程中,环境条件的变化会对浓度检测结果产生较大影响。然而,目前国内对特殊应用环境下（具体指存在烟尘颗粒物以及调制深度波动等影响因素）热电厂TDLAS气体检测系统精度的研究尚不深入,限制了该技术的进一步应用。针对如何提高复杂环境下热电厂CO浓度检测精度的问题,本文首先从总体角度对各项误差进行灵敏度分析与误差分配,得出需要重点控制的误差项;然后探讨两类重点误差因素对检测精度的影响机理并进行相应的修正,具体内容如下:（1）针对热电厂测量环境中多种误差因素影响下的TDLAS气体浓度检测系统总体误差分配的问题,本文首先基于波长调制光谱技术（Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS）的浓度测量原理,分析总结了测量中存在的各误差项,建立了浓度测量系统的误差模型;其次采用随机化方法研究了各项误差对浓度误差的影响形式,计算出了各项误差对浓度测量误差的灵敏度大小关系,得出了需要重点控制的误差项;综合考虑测量需求、灵敏度关系和现有器件的水平等因素,对系统各项误差进行了合理分配;最后搭建了实验平台对CO浓度进行了测量。仿真和实验结果表明对于2.5%浓度的CO气体,测量的相对误差不超过1%。（2）针对热电厂测量环境中颗粒物导致的激光出射光强衰减进而影响浓度检测精度的问题,本文首先基于Mie散射理论分析了颗粒物对激光的吸收和散射作用,给出了其影响形式;其次根据WMS气体浓度检测原理,研究了颗粒物的透过率对检测系统出射光强和二次谐波信号的影响,得出了系统出射光强的斜率、二次谐波的峰值均与颗粒物透过率成线性关系的结论;基于此关系提出了利用出射光强信号的线性拟合斜率对二次谐波信号进行校正的方法,来消除颗粒物透过率的影响,并建立了气体浓度与校正后的二次谐波峰值之间的关系式;最后通过仿真对上述方法进行了验证。仿真结果表明,气体浓度与经出射光强斜率校正后的二次谐波峰值成线性关系,对于1.5%～5.5%浓度范围的气体,测量的相对误差不超过1%,均方根误差在10-4量级,有效降低了颗粒物的影响。（3）针对热电厂测量环境中温度、压强和调制电流等参数的波动带来调制深度变化进而影响浓度检测精度的问题,本文首先基于WMS浓度反演原理,分析了不同调制深度下二次谐波信号峰值和谷间距的变化;其次,提出了利用谷间距与调制深度的线性关系对调制深度进行标定的方法,并通过对峰值与调制深度的多项式拟合,建立了改进的浓度反演模型,将标定的调制深度作为变量加入到模型中,降低调制深度变化对测量的影响;最后对上述方法进行了仿真和实验验证。结果表明,对调制深度标定的均方根误差在10-2量级;改进的浓度反演模型相比传统的模型,浓度测量的均方根误差由10-4降低到了10-5量级,相对误差的最大值从1.68%降低到0.36%,验证了所提方法的有效性。本文提出的TDLAS浓度检测系统误差分配方法、以及对颗粒物和调制深度两类重点误差因素影响的校正方法,有利于提高热电厂CO气体浓度检测的精度,对于推进TDLAS技术的工程化应用有重要意义。
李莉[3]（2021）在《三轴数控机床在机测量系统精度提升关键技术研究》文中研究指明数控机床在机测量系统能帮助实现通过一次装夹就完成全部或大部分加工和测量工作,保证工件的加工精度,提高产品质量。在机测量系统主要采用“数控机床+测头”的测量方式,利用机床上本身的读数系统（光栅测量系统）,辅以测头触发,在装夹工位上实现工件尺寸及形貌的精确测量,但存在着“本体加工,本体测量”的问题,不满足测量系统精度必须高于零件加工精度三倍以上测量基本准则等要求。为了提高和保证在机测量系统测量精度,必须采用误差补偿技术对在机测量系统误差进行补偿。论文以三轴数控机床在机测量系统为研究对象,进一步解决现有研究成果中对于不同影响因素下的误差相关性、动态性影响考虑不足、导轨工作台运动误差补偿方法不够精确、综合误差补偿模型实用性不强等问题。主要工作归纳如下:（1）基于数控机床XY工作台的结构特点及工作特性,开展了 XY工作台动静态特性分析,推导了动态定位误差计算模型。推导结果显示:工作台的运动速度、被测工件重量、工件安装位置及摩擦力、温度是影响数控机床XY工作台动态特性的主要因素。利用自主设计的数控机床XY相关性误差实验平台,进行了不同速度、工件重量、工件安装位置等影响下的动态定位误差实验验证。结果显示数控机床XY工作台的动态定位误差与工作台的运行速度、工作台承受的重量大小等因素有关,且存在着一个“最佳测量速度”。在该速度下工作台的定位误差能达到最小。（2）在误差相关性分析基础上,提出一种导轨系统瞬时旋转中心（简称瞬心）的概念。利用ADAMS运动学仿真方法确定了其理论位置,并利用自主设计的数控机床XY相关性误差实验平台研究了其实际位置确定方法,完成了基于瞬时旋转中心的工作台阿贝定位误差补偿实验,实验结果表明:与原始定位误差最大测量值相比,利用瞬心阿贝臂修正后的定位误差数据比利用传统阿贝误差方法补偿后的定位误差补偿精度高,提高了机床本体定位误差补偿精度。（3）充分考虑温度、速度、位置等工况参数对三轴数控加工中心在机测量系统误差的影响,研究了基于微分变换的综合误差建模方法,利用热变形临界点、瞬时旋转中心的概念建立其综合模型,有效提高了在机测量系统单点测量精度。（4）提出一种“最佳测量区”的概念,最佳测量区是指,当在这个空间范围内完成测量时,在机测量精度最高。研究了三轴数控加工中心最佳测量区确定方法。针对VMC850E三轴数控加工中心,分析了在机测量系统空间点测量误差分布规律,提出一种基于模拟退火的遗传优化算法（SA-GA）,利用建立的面向点测量在机测量系统最佳测量区目标函数模型求解最佳测量区。实验结果表明,SA-GA算法收敛速度最快,且单次寻优的耗时少,适合用于求解面向点测量最佳测量区。（5）设计了求解面向点测量的在机测量系统最佳测量区实验方案,开展了VMC850E三轴数控加工中心在机测量系统指定测量空间304.487mm≤X≤475.487 mm,-179.042mm≤Y≤-44.042mm,-315mm≤Z≤-235mm 内,面向点测量最佳测量区实验。实验结果发现,在机测量系统最大测量误差达到74 μm。确定出的最佳测量区域 331.487mm≤X≤340.487mm,-116.042mm≤Y≤-1 07.042mm,-305mm≤Z≤-295 mm最大测量误差最小值为4 μm。结果表明:最佳测量区可以帮助实现在机测量系统测量精度的提高,最大程度上测量精度可以提高94%。图[67]表[12]参[144]
王川阳[4]（2020）在《UWB定位方法及构型优化研究》文中认为随着导航定位技术的快速发展,高精度位置信息的重要性日益提高,卫星定位技术具备全天候提供三维定位的特点,能够满足室外定位需求,但在室内环境下,由于受到建筑物遮挡,无法实现高精度定位。UWB定位技术具有穿透力强、功耗低、抗干扰等优点,可应用于室内物体及人员的定位跟踪与导航。因此,对UWB定位相关理论和方法研究,建立更合理、更有效的室内定位系统,提供精确的室内位置服务有着重要的意义。基于此,本文研究了UWB定位方法及构型优化,主要研究内容如下:（1）介绍了UWB技术及特征、同步和异步定位应用系统,比较了角度及距离测量方法,讨论了定位模型和参数估计方法,对比分析了几种迭代方法的性能。针对UWB定位系统的测量过程受到多种不同介质的影响,统计分析了UWB信号的测距误差特性,同时,基于测距误差变化规律,实现对测距误差的建模补偿,提高测距定位精度,此外,基于经验模态分解方法分离属于多路径误差的低频噪声和随机误差的高频噪声,分析多路径误差对UWB定位影响。（2）在高斯-牛顿迭代法的定位模型解算中,距离方程线性化过程忽略了高阶项的影响,从而引起模型偏差。通过分析泰勒展开的二阶模型项对参数估计偏差的影响因素及规律,并对参数偏差进行假设检验,量化线性化模型偏差大小、判断模型精度是否足够用于UWB定位以及参数偏差可否忽略。结果表明,参数偏差由先验观测值精度、定位几何构型的设计矩阵及非线性量决定。对于相对较高的测量精度,线性化是有效的,参数偏差可以忽略不计,同时,当非线性量与设计矩阵在向量空间正交时,即基站配着均匀合理,参数估计也趋于无偏。（3）由于室内环境限制,在高斯-牛顿迭代法的UWB定位解算中,不易获得良好的初始值,尤其当定位系统存在病态时,导致其不能收敛到全局最优解甚至迭代发散。通过引入考虑高阶项的封闭牛顿迭代方法,与高斯-牛顿法对比分析,表明,封闭牛顿法在增加一定计算量的条件下,具有更稳定有效的收敛性和更好的定位性能,尤其在定位系统存在病态问题或观测精度相对较低时,无论初始值是否合理,其都可以更好地收敛到全局最优解。（4）非线性滤波算法已广泛应用于导航定位,但在测量过程中存在离群值情景下,会使得新息向量异常增大,影响滤波性能和可靠性。因此,提出两种非线性滤波的抗差估计方法应用于UWB动态定位,两种抗差方法首先都通过全局检验判断模型的有效性,REKF利用IGGIII方案基于归一化残差对单个离群值进行局部检验,进而实现残差优化和抗差估计,RUKF通过调节测量噪声协方差来减少离群点的异常影响。结果表明,当离群值符合系统误差粗差或者大方差随机误差粗差时,REKF和RUKF可以有效抵抗减弱离群值的影响并提高定位精度,当离群值来自重尾分布时,此时,最小二乘估计并不是最大似然估计,基于卡方检验探测也不合理,使得抗差估计不起作用,应考虑基于L1范数估计实现最大似然估计。（5）定位参数估计与观测质量、定位方法和空间几何构型有关,GDOP广泛应用于评价导航定位系统的性能,而GDOP最小化条件也适用于UWB定位构型优化,基于是否考虑时钟误差,介绍了两类GDOP最小化条件,同时引入并分析了GDOP最小化的圆锥构型。结果表明,对于二维定位,正多边形是最佳基站构型,其不仅实现了第二类GDOP最小化,并且补偿了多种系统误差,在三维定位下,信号传输限制了基站和标签的定位构型,同时,双向测距技术广泛应用于UWB定位的测量,使得基于第一类GDOP最小化进行基站构型优化更加合理,此外,通过增加部分约束信息,可以更加有效地实现全局区域的构型优化。该论文有图115幅,表15个,参考文献156篇。
王秋红[5]（2020）在《利用PandaX二期探测器寻找暗物质》文中指出众多的天文学和宇宙学观测都表明了暗物质的存在,且是宇宙物质组成的主要部分。大质量弱相互作用粒子（Weakly Interacting Massive Particle,WIMP）被认为是最有可能的暗物质候选粒子。关于WIMP暗物质粒子的直接探测已经成为当今物理学的前沿课题。最近几十年来,国际上已有各种地下探测实验（例如XENON、LUX）展开了对WIMP暗物质的直接测量。位于中国锦屏地下实验室（CJPL）的PandaX实验采用先进的二相型氙时间投影室技术,对WIMP暗物质进行直接探测,通过测量暗物质等稀有物理事件在液氙中产生的发光和电离信号,进而得到信号发生的位置和能量。PandaX实验组由来自上海交通大学、上海应用物理研究所等十多所研究机构的成员组成。其一期实验PandaX-I在2016年已经完成,以54.0千克×80.1天的曝光量取得了当时国际前沿的暗物质探测结果。二期实验PandaX-Ⅱ利用500千克级的液氙进行更大规模的WIMP暗物质直接探测,于2016年开始运行,到2019年6月正式结束运行,总共积累了132吨·天曝光量的暗物质探测数据。PandaX-Ⅱ在2016和2017年分别发布了曝光量为33吨·天和54吨·天的探测数据,对于40 GeV/(82的WIMP质量得到自旋不相关的WIMP-核子弹性散射截面的上限分别为2.5×10-46和8.6×10-47cm2,是当时世界上最好的探测结果。这篇博士论文将主要介绍PandaX-Ⅱ实验以及对132吨·天的全部曝光量数据的分析。数据分析部分主要讨论分析过程里的一些关键课题和各种分析技术的改进,包括:PandaX-Ⅱ的数据处理流程,信号的质量选择条件,探测器的响应修正,对信号的位置、能量进行重建,低能核反冲与电子反冲事例的刻度和信号模型,探测器中各种本底的估计,对最终候选事例的选择与讨论,以及通过剖面似然拟合分析最终得到的探测灵敏度和排除曲线。通过对PandaX-Ⅱ全部曝光量数据的分析,我们没有发现相对于本底的明显WIMP信号超出,由此得到对自旋不相关的WIMP-核子弹性散射截面上限,其最小排除点是在WIMP质量30 GeV/(82处,散射截面上限为2.2×10-46cm2。通过该研究,我们完善了关于液氙探测器的实验与数据分析技术,能够为下一代四吨级液氙实验PandaX-4T提供重要经验,以进一步覆盖WIMP暗物质信号的参数空间。
潘安[6]（2020）在《高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究》文中研究说明傅里叶叠层显微成像术（Fourier ptychographic microscopy,FPM）是新一代计算成像技术和定量相位成像技术。兼具了相位恢复和相干合成孔径的思想,它可以解决传统显微成像中分辨率与视场相互制约的问题,无需机械扫描能获得十亿像素级图像,近年来已被成功应用于数字病理学等领域。本论文系统地介绍了FPM显微成像技术在光学显微成像技术发展历程上的重要地位,介绍了FPM的基本理论和发展方向,针对目前尚存的系统误差、分辨率极限不明确、图像采集效率低等若干关键问题提出解决方案,提高了测量精度、成像分辨率和成像效率,实现了毫米级成像视场、亚波长量级成像分辨率和单次曝光的时间反演成像。论文主要工作和创新点如下:1.搭建了一套基于平板R/G/B LED阵列照明的FPM成像系统,验证了FPM技术的诸多功能如高分辨率、大视场、像差恢复、景深延拓、定量相位成像等。解决了LED强度不均匀问题,提出了一系列的数据预处理方法,能够有效地抑制噪声并消除杂散光的影响。针对实际中多种误差的混合,提出了无需先验信息的混合系统误差矫正算法（SC-FPM）,显着提升了原始FPM重建算法对系统误差的鲁棒性,研究了渐晕效应的影响并提出了对应的两个解决策略。最终总结出了一套完整的无伪影的FPM成像方法。2.在高分辨率FPM成像方面,搭建了基于半球形数字聚光镜实现亚波长分辨率的FPM成像系统（SRFPM）。该技术最终实现了基于4×/0.1NA物镜合成至1.05NA,视场14.6 mm2,使用465 nm光波实现分辨率达到244 nm,景深0.3 mm,对应空间带宽积（Space-bandwidth product,SBP）为24500万像素。该平台具有亚波长分辨率、大视场、高能量利用率等诸多优势,相比于传统基于4×/0.1NA物镜的明场成像,SRFPM扩宽了65倍的SBP。与基于平板LED照明的传统FPM相比,SBP也从原先9700万像素提升至2亿4500万像素,提升到约2.5倍。与基于40×/0.6NA物镜科勒照明下的非相干成像相比,SRFPM同时恢复出了强度和相位图像,SBP提升了245倍。3.在快速FPM成像方面,提出了基于离焦图像快速FPM成像方法（s FPM）,可以实现动态的时间反演成像。针对稀疏样品只需采集单幅环形光照明的离焦图像,针对稠密样品也只需要采集两幅非对称的环形光照明图像,通过双相机共光路的方式仍可以实现两倍分辨率的单次曝光实时成像。尽管该工作牺牲了暗场图像的采集,分辨率只提升两倍,但是由于采用20×/0.4NA物镜,有效NA仍然有0.8,可以满足大多数生物应用需求。4.在具体应用方面,参与搭建了基于并行FPM的96通道高通量生物细胞培养成像系统（96Eyes）。该系统主要存在三个方面的工程和技术难点:如何实现低成本的物镜设计、不同培养板的离焦程度和同一培养板不同通道的离焦问题以及由半月形培养液引起的失真、场曲和波矢失配问题。详细分析和阐述了失真、场曲和波矢失配问题及解决方法,提出了自适应波矢校正算法（AWC-FPM算法）,该算法能够自适应地校正波矢失配问题,解决了低冗余信息下剧烈像差的稳定恢复和栅格噪声问题,配合数字重聚焦校正场曲实现了无伪影的高成像质量,未来该系统具有广阔的市场前景。
阳军[7]（2020）在《自适应控制系统瞬态性能增强及在飞行器姿态控制中的应用》文中研究指明飞行器系统作为一类典型的多输入多输出、强耦合、非线性机电系统,在实际工况下常面临高频未建模动态和外部未知干扰等不确定性,而这些因素都将增加飞行器姿态控制系统设计的复杂性。针对这些实际系统中存在的典型参数不确定性,自适应控制提供了一个有效的解决方案,其优势在于可根据控制系统误差在线更新模型参数或者控制器参数,以适应系统内部动态或外界扰动等变化。然而,虽然自适应控制部分成果已被应用于不同类型飞行器的姿态控制中,但在控制过程中依然面临学习过程响应迟缓、高频抖振和控制瞬态周期过长等问题,制约了自适应技术在飞行器等机电系统中的应用。纵观现有研究成果发现,大多数自适应控制理论都聚焦闭环系统的稳态性能和跟踪误差的收敛性,对于闭环系统瞬态性能（如:上升时间、调节时间和超调量等）的定量分析则依然是领域内研究的难点。对实际工程实践而言,良好的瞬态性能是系统安全、快速进入稳态的重要前提。为此,本文从飞行器姿态控制对系统瞬态响应需求出发,以模型参考自适应控制为基本框架,探索可增强自适应控制系统瞬态性能的有效途径,从自适应系统的三个要素（学习机制、参考模型和控制器结构）出发,分别提出了三种提升自适应控制系统瞬态性能的有效措施。最后,将所得到的理论成果用于典型飞行器的姿态控制问题开展仿真和实验验证。此外,在实验室自主设计和研发了一套三自由度飞行器半物理仿真系统,用于开展相关的仿真和实验来验证所提出方法正确性和有效性。主要研究内容如下:（1）一类典型三自由度飞行器半物理仿真平台设计和集成。该三自由度飞行器半物理仿真系统是从真实飞行器中抽离出的一类简单模型,可用于在实验室对飞行器三个主要自由度（俯仰、滚动和偏航）的运动姿态进行模拟。本文先介绍该半物理仿真平台的机构设计和系统集成,并建立其数学模型。在此基础上,以该模型为对象分析影响自适应控制系统瞬态性能的因素以及现有系统瞬态性能分析方法的保守性,进而引入柯西-施瓦茨不等式和L2-范数,构建了基于柯西-施瓦茨不等式的自适应控制误差瞬态性能分析方法。最后讨论了增强自适应控制系统瞬态性能的几个有效途径。（2）针对传统自适应控制中参数估计收敛性慢或不收敛进而影响系统瞬态性能的问题,提出一类含参数估计误差信息的自适应律设计新方法。首先引入滤波操作和定义辅助变量获取参数估计误差信息的显式形式,然后将其用于构建一个新的泄漏项,并引入到基于梯度下降法的自适应律中构建一类含参数估计误差和系统跟踪误差的复合自适应律。该类基于参数估计误差的自适应律可确保系统模型参数快速收敛,进而实现了控制系统瞬态性能的提升。此外,提出了一种含参数估计误差的投影算法,将所构建的自适应律进一步拓展到含未知控制输入矩阵系统的自适应控制设计。（3）针对传统自适应控制系统中不确定动态难以得到快速补偿影响系统超调和上升时间等问题,提出一类含外部命令调节器的闭环参考模型自适应控制。在介绍传统闭环参考模型自适应控制系统基础上,基于柯西-施瓦茨不等式详细分析了其收敛性能以及由闭环参考模型所诱发的峰值现象。进而构建了一个含系统跟踪误差动态的补偿策略,并将其引入外部指令信号中得到一类新的外部命令调节器。该外部命令调节器可快速、有效补偿自适应系统中的不确定性动态,进而提升控制系统的收敛速度、降低超调,实现瞬态性能的改善。最后将所构建的外部命令调节器用于含未知控制输入矩阵的自适应控制系统。（4）针对传统自适应控制系统在采用高增益学习或存在高频动态时可能诱发系统高频抖动导致控制系统瞬态性能下降问题,提出基于一类频率选择机制的模型参考自适应控制用于克服高频动态对系统的影响。首先引入一类高频动态提取策略获取闭环系统中的高频动态信息,然后通过反馈将其引入控制器中实现对系统高频动态的有效补偿。该补偿项可允许采用较大的学习增益来实现快速在线学习而不会诱发高频振荡,进而实现了控制系统瞬态性能的提升。在上述理论研究的基础上,本文还以两类典型的飞行器系统（一类机翼摇滚飞行器模型以及实验室搭建的一类三自由度半物理仿真系统）为具体对象开展仿真分析,并在搭建的半物理仿真系统中开展了实验验证工作。结果表明,本文从学习机制、参考模型和控制器结构三个方面出发提出的三类控制策略均能有效提升其在飞行器姿态控制中的性能。本论文工作为提升自适应控制技术在飞行器等实际机电系统中的应用做出了有益尝试。
姜兆祥[8]（2020）在《像素偏振成像技术及其在数字全息显微中的应用》文中指出偏振成像的基本目标是获取由斯托克斯参量及其衍生参数描述的光波偏振信息,在图像对比度增强、遥感、生物医学诊断、旋光度检测、光弹性应力应变测量、全息、干涉计量等领域有着广泛的应用。像素偏振相机具有结构简单、紧凑、集成化和时间分辨率高等优势,正逐步成为这些领域中实现偏振信息测量的主流选择。本文致力于像素偏振成像技术中像素模型的建立、模型参数的标定、斯托克斯参量的估计、系统误差与随机误差的评估、像素偏振相移技术等基础且关键问题的研究,期望为像素偏振相机的应用建立理论和实验指导。本文的主要工作如下:（1）建立了较为完善的像素模型,用于表征像素偏振相机对斯托克斯参量的测量。（2）对现有基于插值和频域滤波的斯托克斯参量估计方法进行了总结,给出了使用最近邻、双线性、双三次、双三次样条插值进行斯托克斯参量估计的卷积实现。提出了两种普适性估计方法——局部最小二乘估计方法和全局光滑正则估计方法,能够用于非均匀调制下斯托克斯参量的估计。（3）对像素瞬时视场角差异和斯托克斯参量响应的非均匀性带来的系统误差进行了理论和实验研究。使用傅里叶分析推导了基于卷积型插值的估计方法、局部最小二乘估计方法、全局光滑正则估计方法在理想调制下的等效频域滤波实现。评估和对比了几种估计方法处理瞬时视场角误差和非均匀性误差的能力。对现有研究中广泛使用的数值标定方法进行了解释,指出超像素标定方法在处理非均匀性时会引入瞬时视场角误差。提出了能够对实际像素偏振相机的斯托克斯参量估值误差进行定量评估的旋转半波片实验。（4）对噪声导致的随机误差进行了理论和实验研究。首次阐明了像素偏振成像技术中斯托克斯参量估计的整体误差与系统误差和随机误差的关系。对几种斯托克斯参量估计方法中噪声随机误差权重进行了理论分析和实验验证。综合讨论了像素偏振相机的量子效率、增益、噪声、主次透过率对随机误差影响。（5）从偏振成像视角解释了像素偏振相移技术,对比了像素偏振相移与离轴空间相移技术的优劣。给出了数字全息显微成像系统达到衍射极限分辨率时物镜倍率、数值孔径与激光波长、像素偏振相机采样间隔应满足的关系。构建了基于像素偏振相机的数字全息显微系统,实现了数值聚焦功能,并对系统的分辨率进行了实验验证。
贺东[9]（2020）在《星-舰量子/激光通信视轴捕获技术研究》文中研究说明量子通信在原理上被证明了是一种安全的密钥分发方式。海洋占地球面积71%,环境与大陆迥异,几乎没有通信基础设施依托。拓展量子/激光通信的覆盖区域,构建覆盖全球的天地一体的量子/激光通信网意义重大。将量子/激光通信的对象拓展至包括海上移动平台在内的各种平台,实现岸-海、海上编队内、编队间的量子密码及激光通信,提高密码通信的安全防护水平和信息传输的带宽。未来,以“天地一体化”量子/激光通信网络为基础,可形成“海-陆-空-天”立体式多维度跨平台量子/激光通信网络,满足对信息安全防护的高等级保障需求。星-舰激光通信或量子通信在国内外尚属空白。舰载望远镜的作用是建立和保持高动态的通信链路。舰载望远镜不同于地基望远镜,海洋环境的复杂性极大地增加了望远镜捕获和跟踪的难度。在随海浪随机、剧烈摆动等条件下难以实现远距离、强扰动的卫星到舰船的量子或激光通信,捕获对准技术是通信成功的前提条件,对其技术提出了更高的挑战。本文的研究背景是量子/激光通信,对卫星到舰船的视轴捕获关键技术进行深入系统的研究。针对舰载望远镜在随海浪随机、剧烈摆动等条件下难以实现远距离、强扰动的卫星到舰船视轴捕获的难题,开展了星-舰量子/激光通信系统及链路建立研究。论述了望远镜系统的组成单元、主要功能、性能指标以及工作原理,给出了量子/激光通信系统的具体功能,论述了舰载量子/激光通信望远镜系统是量子/激光通信系统的关键技术和核心单元,是通信链路能否建立的前提与必要条件。分析了影响捕获性能的因素,包括开环捕获不确定区域、信标光发散角、初始捕获时间、信标光丢失再捕获时间等参数。分析了捕获稳定性与链路可通性的关系,为后续研究提供理论基础。针对舰载望远镜受海浪强扰动下难以减小捕获不确定区域的难题,开展了随海强扰动条件下的舰载望远镜高精度视轴指向技术研究。构建了舰载条件下跟踪测量系统视轴指向模型,分析了各部分误差的影响与模型形式;针对构建出的模型,进行特性分析和模型精化,提出了基于监督学习的半参数估计方法;针对工程应用中存在测量粗差的情况,提出了基于数据深度加权的稳健估计方法,给出抑制粗差影响的视轴指向误差估计与补偿方法;最后,通过仿真试验验证了上述方法的有效性。针对星-舰量子/激光通信链路中断后再捕获的难题,开展了舰载望远镜随海强扰动条件下基于容积卡尔曼滤波（CKF）轨迹预测的再捕获技术研究。构建了舰载望远镜的移动测量模型和卫星终端的动力学模型,结合船摇测量误差不确定性和目标轨道的模型误差不确定性,提出了基于强化CKF轨迹预测再捕获技术,减小卫星预报误差引起的捕获不确定区域,提高捕获概率和减小丢失再捕获的时间,从而增加通信时间。并对该方法进行了仿真试验,验证了方法的有效性。针对本文的研究内容,开展了外场海上试验。介绍了围绕提高和检验舰载量子/激光通信视轴捕获性能所做的一系列海上实验。进行了恒星开环指向试验,对全天域恒星的开环指向误差均方差方位为25.88",俯仰为32.75",总的开环指向误差41.7"。结果表明:视轴指向模型精度具有稳定性,可长时间适用;在航行过程中望远镜指向精度无明显变化,适用于舰船航行工况。在海上完成了对“墨子”号量子科学试验卫星的捕获跟踪实验,在船上捕获“墨子”号共计3次,捕获概率100%,初始捕获误差均方差方位为58.8",俯仰为36.9"（包含了轨道预报误差）。成功利用改造的舰载望远镜进行了对“墨子”号量子卫星的初始捕获,捕获时间小于3s。
刘宁[10]（2020）在《水下声速改正算法与精密定位方法研究》文中提出海洋是一个巨大的资源宝库,但是还没有得到充分的开发,随着陆地各种资源的逐渐枯竭,海洋资源变得日益重要,我国在十八大报告中就提出了建设海洋强国的目标。然而,现有国家空间基准和重力基准未能有效覆盖海洋,海洋大地测量基准和海洋导航技术已严重滞后于国家社会经济发展新形势和国防战略需要。根据人们对水下定位技术的迫切需要,本文在国家重点研发计划“海洋大地测量基准与海洋导航新技术”课题的支撑下,对水下定位技术中的一些关键技术问题展开了研究,总结如下:1.归纳总结了水下定位技术、声速改正模型以及水下定位模型算法的国内外研究现状,介绍了水下常用的几种定位系统,并分析了各种系统的优缺点以及它们的适用条件。详细阐述了水下声学定位中的各类误差源,以及误差的形成原理,为后面声学误差的削弱甚至消除奠定基础。2.水下导航中最重要的误差源是声速误差,定位中需要对声速进行改正,因此,研究了水下声学定位中的声速改正算法。首先,介绍了常用的几种声速改正方法,在此基础上进行算法改进。其次,采用一种自适应分层方法对声速剖面数据进行合理抽稀,以保留信息量多的声速层,接着提出了一种改进的声线跟踪算法,该方法利用声线沿弧线传播原理,积分计算声速传播时间,通过迭代方法求解目标位置。最后,通过仿真数据对算法进行验证,得到以下结论:与传统分层等梯度声线修正算法相比,自适应分层声线跟踪改进算法在保证定位精度条件下,定位效率得到显着提高。3.针对水下定位中系统误差的控制难题,把半参数模型估计方法应用到水下声学定位数据处理中。首先,阐述了半参数补偿最小二乘估计方法,其次,介绍了半参数模型中平滑因子和正规矩阵的选取方法。最后,通过仿真算例和实测数据验证了半参数模型在水下定位中的有效性。结果显示,在水下声学定位中,半参数模型相当于每一个历元上添加一个系统误差参数,通过补偿最小二乘和正则化算法,求解出系统误差,既解决了参数过多导致法方程病态的问题,也削弱了系统误差的影响,提高了水下声学定位的精度。4.水下声学定位中不可避免地存在粗差,传统最小二乘方法不具备抗差性,针对这一问题,把抗差估计应用到水下声学定位中。首先介绍了一些常见的权函数,通过模拟走航式算例分析得到:不同粗差大小的情况下,IGGIII具有良好的抗差效果。随后把IGGIII与浮标差分定位和半参数模型结合起来,得到基于IGGIII抗差估计的浮标差分定位方法和基于IGGIII抗差估计的半参数模型定位方法,模拟算例表明,基于IGGIII抗差估计的浮标式差分定位方法,在通过差分算法削弱系统误差影响的同时,也具有较好的抗差性,有效控制异常误差影响,显着提高了定位精度;基于IGGIII的半参数模型定位方法可以同时处理系统误差和粗差,与经典半参数补偿最小二乘估计方法相比,新方法具有更广泛的适应性。
二、实验中存在系统误差的几种发现方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、实验中存在系统误差的几种发现方法（论文提纲范文）
（1）基于激光测微仪的非接触式在位测量系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 复杂曲面测量技术发展综述 |
| 1.3.1 复杂曲面测量技术发展状况 |
| 1.3.2 复杂曲面在位测量技术发展现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 非接触式在位测量原理及误差 |
| 2.1 非接触式在位测量原理 |
| 2.2 激光测距原理 |
| 2.2.1 直射式激光三角法 |
| 2.2.2 斜射式激光三角法 |
| 2.2.3 激光脉冲法测距 |
| 2.3 在位测量系统硬件组成 |
| 2.3.1 三轴运动平台 |
| 2.3.2 Clipper运动控制卡 |
| 2.3.3 激光测微仪 |
| 2.3.4 控制器 |
| 2.3.5 测量系统的硬件连接 |
| 2.4 测量系统误差 |
| 2.4.1 测量系统误差分析 |
| 2.4.2 原点定位误差 |
| 2.4.3 转动误差 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 测量控制系统软件研究 |
| 3.1 测量系统控制方案 |
| 3.2 在位测量系统数据采集软件总体框架 |
| 3.3 软件功能需求分析 |
| 3.4 软件的开发工具及结构 |
| 3.4.1 软件的开发工具 |
| 3.4.2 数据采集软件的开发流程 |
| 3.5 非接触式在位测量运动控制与数据采集软件 |
| 3.5.1 控制系统初始化模块 |
| 3.5.2 电机运动控制模块 |
| 3.5.3 在线命令模块 |
| 3.5.4 测头数据采集模块 |
| 3.5.5 自适应测量模块 |
| 3.5.6 加工模块 |
| 3.5.7 自动对心模块 |
| 3.5.8 电机状态显示模块 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 在位测量轨迹规划及布点策略研究 |
| 4.1 采样点优化原则 |
| 4.2 采样方法 |
| 4.2.1 等间距测量法 |
| 4.2.2 控制曲率和法 |
| 4.2.3 等弧长法 |
| 4.2.4 控制弦弧比法 |
| 4.2.5 曲率自适应法 |
| 4.2.6 控制弦高法 |
| 4.3 空间曲面轨迹规划 |
| 4.3.1 空间曲面控制曲率和法 |
| 4.3.2 空间曲面面积比法 |
| 4.3.3 工件布点仿真 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 控制曲率和法验证实验 |
| 4.4.2 等弧长法验证实验 |
| 4.4.3 控制弧弧比法验证实验 |
| 4.4.4 曲率自适应法验证实验 |
| 4.4.5 控制弦高法验证实验 |
| 4.4.6 空间轨迹规划验证实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 在位测量实验研究 |
| 5.1 测量系统误差标定实验 |
| 5.1.1 测头单点误差实验 |
| 5.2 平面测量 |
| 5.3 曲面测量 |
| 5.4 不同材料物体的测量实验 |
| 5.5 测量原点定位实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于TDLAS的热电厂一氧化碳气体监测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 气体检测方法 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 TDLAS技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 TDLAS技术的产生与发展 |
| 1.2.2 TDLAS的国外研究现状 |
| 1.2.3 TDLAS的国内研究现状 |
| 1.2.4 TDLAS发展趋势和技术难点 |
| 1.3 论文研究内容和章节安排 |
| 1.3.1 论文研究内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 第2章 气体光谱理论及TDLAS技术简介 |
| 2.1 气体吸收光谱基本理论 |
| 2.1.1 分子吸收光谱理论 |
| 2.1.2 分子红外吸收光谱特性 |
| 2.1.3 CO分子谱线选择 |
| 2.2 TDLAS技术测量原理 |
| 2.2.1 Lambert-Beer定律 |
| 2.2.2 直接吸收光谱技术 |
| 2.2.3 波长调制光谱技术 |
| 2.3 TDLAS检测系统构成 |
| 2.3.1 激光器及驱动器 |
| 2.3.2 气体池 |
| 2.3.3 探测器 |
| 2.3.4 锁相放大器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 TDLAS浓度检测系统误差分配方法研究 |
| 3.1 TDLAS浓度检测系统误差分析 |
| 3.1.1 浓度检测误差来源 |
| 3.1.2 浓度检测误差模型建立 |
| 3.1.3 各项误差对浓度误差的影响 |
| 3.2 TDLAS浓度检测系统各项误差分配 |
| 3.2.1 仿真系统建立 |
| 3.2.2 系统总体误差分配方案 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.3 CO浓度测量实验 |
| 3.3.1 测量系统搭建 |
| 3.3.2 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 颗粒物对TDLAS浓度检测系统的影响研究 |
| 4.1 WMS浓度反演原理 |
| 4.2 颗粒物对检测系统的影响和消除方法 |
| 4.2.1 颗粒物对浓度测量的影响 |
| 4.2.2 基于出射光强斜率对二次谐波信号的校正 |
| 4.3 仿真验证 |
| 4.3.1 参数拟合 |
| 4.3.2 模型验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于二次谐波谷间距的调制深度校正方法研究 |
| 5.1 调制深度对传统浓度反演模型的影响 |
| 5.1.1 传统的WMS浓度反演模型 |
| 5.1.2 调制深度对二次谐波峰值的影响 |
| 5.2 调制深度对浓度检测影响的消除方法 |
| 5.2.1 基于二次谐波谷间距对调制深度的标定 |
| 5.2.2 改进的浓度反演模型 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.3.1 仿真系统的建立 |
| 5.3.2 参数拟合 |
| 5.3.3 模型验证 |
| 5.4 CO浓度测量实验 |
| 5.4.1 实验系统的搭建 |
| 5.4.2 参数拟合 |
| 5.4.3 模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 创新点说明 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）三轴数控机床在机测量系统精度提升关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 数控机床在机测量系统研究现状 |
| 1.3.2 数控机床在机测量系统误差分析与建模研究现状 |
| 1.3.3 最佳测量区及优化算法的研究现状 |
| 1.4 现阶段研究存在的问题 |
| 1.5 课题技术路线及论文总体框架 |
| 2 数控机床在机测量系统误差源分析 |
| 2.1 在机测量系统结构组成及测量原理 |
| 2.1.1 结构组成 |
| 2.1.2 测量原理 |
| 2.2 机床本体几何误差分析 |
| 2.2.1 几何误差 |
| 2.2.2 坐标测量系统误差 |
| 2.3 热误差分析 |
| 2.4 测头系统误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 数控机床在机测量系统工作台误差建模及相关性分析 |
| 3.1 堆栈式工作台单向运动动态误差源分析与建模 |
| 3.1.1 误差源分析 |
| 3.1.2 理论计算 |
| 3.2 堆栈式工作台联动时角度误差相关性分析 |
| 3.3 堆栈式工作台联动时阿贝误差相关性分析 |
| 3.3.1 Y导轨的一维阿贝误差 |
| 3.3.2 X导轨的两维阿贝误差 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于瞬时旋转中心的数控机床在机测量系统综合误差建模 |
| 4.1 瞬时旋转中心的定义 |
| 4.2 瞬时旋转中心的理论确定及仿真分析 |
| 4.2.1 理论确定 |
| 4.2.2 仿真分析 |
| 4.3 在机测量系统单项误差建模、测量及预测 |
| 4.3.1 单项误差建模 |
| 4.3.2 单项误差测量 |
| 4.3.3 单项误差预测 |
| 4.4 综合误差建模 |
| 4.4.1 微分变换建模理论 |
| 4.4.2 基于瞬时旋转中心的在机测量系统综合误差建模 |
| 4.4.3 在机测量系统综合模型的简化 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 三轴数控机床在机测量系统最佳测量区 |
| 5.1 最佳测量区 |
| 5.1.1 最佳测量区的定义 |
| 5.1.2 点测量误差计算模型 |
| 5.1.3 最佳测量区目标函数模型的建立 |
| 5.2 测量空间内测量误差仿真分布 |
| 5.2.1 采样点的选择 |
| 5.2.2 点测量误差仿真分布 |
| 5.3 求解最佳测量区的寻优算法 |
| 5.3.1 蚁群算法(ACO) |
| 5.3.2 遗传算法(GA) |
| 5.3.3 基于模拟退火的遗传优化算法(SA-GA) |
| 5.3.4 算法性能比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 三轴数控机床在机测量系统实验装置设计与实验验证 |
| 6.1 相关性误差实验平台的设计 |
| 6.1.1 硬件结构设计 |
| 6.1.2 电气控制系统设计 |
| 6.2 机床XY工作台动态定位误差实验验证 |
| 6.2.1 测量方案的设计 |
| 6.2.2 XY工作台动态定位误差测量实验 |
| 6.2.3 仿真与实验验证结果分析 |
| 6.3 瞬时旋转中心实验验证 |
| 6.3.1 沿X轴方向的速度测量及瞬心计算 |
| 6.3.2 沿Y轴方向的速度测量及瞬心计算 |
| 6.3.3 瞬心的简化 |
| 6.3.4 基于瞬时旋转中心的XY工作台定位误差补偿 |
| 6.4 面向点测量最佳测量区的实验验证 |
| 6.4.1 最佳测量区的实验求解 |
| 6.4.2 最佳测量区理论与实验结果对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究工作与结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（4）UWB定位方法及构型优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究意义 |
| 1.4 主要研究内容及论文组织架构 |
| 2 UWB定位理论基础 |
| 2.1 技术定义及特征 |
| 2.2 测量方法 |
| 2.3 定位应用系统 |
| 2.4 定位模型及参数估计方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 测距误差分析及多路径提取 |
| 3.1 测距误差分析 |
| 3.2 测距误差改正模型 |
| 3.3 实验与分析 |
| 3.4 多路径提取及降噪模型 |
| 3.5 实验与分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于高斯-牛顿迭代法的模型偏差 |
| 4.1 基于高斯-牛顿迭代法的参数估计偏差 |
| 4.2 模型偏差的假设检验 |
| 4.3 实验与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于封闭牛顿迭代法的UWB定位 |
| 5.1 封闭牛顿迭代法 |
| 5.2 实验与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 非线性滤波的抗差估计 |
| 6.1 抗差扩展卡尔曼滤波 |
| 6.2 离群点随机模型 |
| 6.3 实验与分析 |
| 6.4 抗差无迹卡尔曼滤波 |
| 6.5 实验与分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 定位构型优化 |
| 7.1 单点定位构型及GDOP最小化 |
| 7.2 实验与分析 |
| 7.3 基于GDOP值最小化的圆锥构型 |
| 7.4 实验与分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）利用PandaX二期探测器寻找暗物质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 暗物质存在的证据 |
| 1.1.1 星系旋转曲线 |
| 1.1.2 子弹星系团 |
| 1.1.3 宇宙微波背景辐射 |
| 1.2 暗物质候选粒子 |
| 1.2.1 惰性中微子 |
| 1.2.2 轴子 |
| 1.2.3 大质量弱相互作用粒子(WIMP) |
| 1.3 WIMP暗物质探测 |
| 1.3.1 对撞机实验 |
| 1.3.2 间接探测暗物质 |
| 1.3.3 直接探测暗物质 |
| 1.4 二相型液氙时间投影室 |
| 1.4.1 液氙的特性 |
| 1.4.2 二相型液氙时间投影室的探测原理 |
| 第2章 PandaX-Ⅱ实验介绍 |
| 2.1 中国锦屏地下实验室 |
| 2.2 PandaX-Ⅱ探测器 |
| 2.2.1 被动屏蔽系统 |
| 2.2.2 时间投影室 |
| 2.2.3 刻度系统 |
| 2.3 PandaX-Ⅱ运行历史和数据总结 |
| 第3章 PandaX-Ⅱ数据的事例重建和质量条件 |
| 3.1 数据处理流程 |
| 3.1.1 Bamboo-Shoot |
| 3.1.2 PandaX-Chain |
| 3.1.3 PandaX-Tools和Event Selector |
| 3.2 光电管增益刻度 |
| 3.2.1 光电管运行状况 |
| 3.2.2 光电管增益的计算 |
| 3.2.3 低增益光电管的修正 |
| 3.3 信号的位置重建 |
| 3.3.1 垂直方向的位置重建 |
| 3.3.2 水平方向的位置重建 |
| 3.4 信号选取的质量条件 |
| 3.4.1 对 S1 信号的质量条件 |
| 3.4.2 对 S2 信号的质量条件 |
| 3.4.3 对事例位置重建的质量条件 |
| 3.4.4 其它质量条件 |
| 3.4.5 信号质量条件的“平顶”选择效率ε_(plateau) |
| 第4章 PandaX-Ⅱ探测器的响应和刻度 |
| 4.1 探测器的非均匀性修正 |
| 4.1.1 S1 信号修正 |
| 4.1.2 S2 信号垂直方向的修正 |
| 4.1.3 S2 信号水平方向的修正 |
| 4.2 BLS非线性修正 |
| 4.3 单电子增益 |
| 4.4 信号的能量重建 |
| 4.4.1 Run 9 PDE和EEE的扫描 |
| 4.4.2 Run 10 PDE和EEE的扫描 |
| 4.4.3 Run 11 PDE和EEE |
| 4.5 核反冲与电子反冲刻度 |
| 4.5.1 核反冲与电子反冲事例分布 |
| 4.5.2 PandaX-Ⅱ信号模型 |
| 4.5.3 S1和S2信号选择效率 |
| 第5章 PandaX-Ⅱ暗物质探测数据中的本底估计 |
| 5.1 电子反冲本底 |
| 5.1.1 ~(127)Xe本底 |
| 5.1.2 氚本底 |
| 5.1.3 探测器材料伽马本底 |
| 5.1.4 ~(136)Xe的双β衰变和太阳中微子本底 |
| 5.1.5 ~(220)Rn本底 |
| 5.1.6 ~(222)Rn本底 |
| 5.1.7 氪本底 |
| 5.2 中子本底 |
| 5.2.1 估计中子本底的新方法 |
| 5.2.2 利用AmBe数据进行刻度 |
| 5.2.3 中子探测器模拟的改进 |
| 5.2.4 新方法得到的PandaX-Ⅱ中子本底 |
| 5.3 偶然符合本底 |
| 5.3.1 孤立 S1 信号 |
| 5.3.2 孤立 S2 信号 |
| 5.3.3 随机匹配孤立 S1 和孤立 S2 与BDT方法 |
| 5.4 表面本底 |
| 5.5 PandaX-Ⅱ本底水平总结 |
| 第6章 PandaX-Ⅱ暗物质探测数据中的最终候选事例 |
| 6.1 暗物质信号探测的选择条件 |
| 6.2 最终候选事例及分布 |
| 6.3 泄露事例的讨论 |
| 第7章 PandaX-Ⅱ实验的WIMP探测灵敏度和排除线 |
| 7.1 剖面似然拟合分析 |
| 7.2 探测灵敏度和最终排除线 |
| 第8章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（6）高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专业词语英文缩写对照表 |
| 主要符号对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学显微镜发展简史 |
| 1.2 现代远场光学显微成像技术的局限 |
| 1.2.1 分辨率受限制于物镜数值孔径 |
| 1.2.2 视场与分辨率的权衡关系 |
| 1.2.3 像差 |
| 1.2.4 景深狭小 |
| 1.2.5 相位丢失 |
| 1.3 现代远场光学显微成像技术发展路线图 |
| 1.4 傅里叶叠层显微成像术与叠层衍射成像术的联系与区别 |
| 1.5 傅里叶叠层显微成像术的国内外研究现状和进展 |
| 1.5.1 三维成像 |
| 1.5.2 混合态解耦合 |
| 1.5.3 成像系统设计 |
| 1.6 本论文研究目的、意义和主要创新点 |
| 1.7 主要工作和章节安排 |
| 第2章 傅里叶叠层显微成像术的理论和实现 |
| 2.1 傅里叶叠层显微成像术的基本原理 |
| 2.1.1 傅里叶叠层显微成像术的采集过程 |
| 2.1.2 傅里叶叠层显微成像术的重建过程 |
| 2.2 傅里叶叠层显微成像术的重构细节 |
| 2.2.1 分块处理缘由及方法 |
| 2.2.2 更新顺序 |
| 2.2.3 频域提取补偿 |
| 2.2.4 空域采样率和频域交叠率 |
| 2.2.5 初始猜测 |
| 2.2.6 分辨率板或生物切片玻璃衬底补偿 |
| 2.2.7 光电数字探测器的选择 |
| 2.3 傅里叶叠层显微成像术的成像性能分析和实验验证 |
| 2.3.1 开源数据算法交叉验证 |
| 2.3.2 基于发光二极管平板照明的傅里叶叠层显微成像实验系统搭建和标定 |
| 2.3.3 成像分辨率和空间带宽积提升验证 |
| 2.3.4 像差恢复正确性间接验证 |
| 2.3.5 数字病理切片高分辨率全彩色成像验证 |
| 2.3.6 景深延拓性能验证 |
| 2.4 傅里叶叠层显微成像术与结构光照明显微术的联系与区别 |
| 2.5 傅里叶叠层显微成像术与相干合成孔径成像的联系与区别 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 傅里叶叠层显微成像系统误差校正方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光源亮度不均匀校正方法 |
| 3.3 噪声抑制方法 |
| 3.3.1 噪声抑制求解算法总结与分类 |
| 3.3.2 数据预处理算法 |
| 3.4 混合系统误差校正方法 |
| 3.4.1 算法参数对噪声抑制的鲁棒性影响 |
| 3.4.2 像差恢复与亮度不均匀校正算法的矛盾及解决办法 |
| 3.4.3 照明阵列位置误差与噪声抑制算法的矛盾及解决办法 |
| 3.4.4 无先验的多样混合误差及解决办法 |
| 3.5 渐晕效应校正方法 |
| 3.5.1 渐晕效应对成像质量的影响 |
| 3.5.2 基于严格波动理论的线性空变的渐晕模型 |
| 3.5.3 两个应对策略及实验结果 |
| 3.6 光源相干性影响 |
| 3.7 大视场下的光源位置误差 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 基于半球形聚光镜的傅里叶叠层显微成像系统 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统搭建 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 多种成像方式通量对比与评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于离焦图像快速傅里叶叠层显微成像方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统搭建及其原理 |
| 5.3 基于单幅离焦图像的单次曝光成像方法 |
| 5.4 基于双幅离焦图像的快速成像方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高通量细胞培养成像系统半月形液面影响的原位矫正 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统介绍 |
| 6.3 半月形培养液造成的失真、场曲和波矢失配 |
| 6.4 自适应波矢失配校正算法和场曲校正方法 |
| 6.5 实验结果与讨论 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 论文总结和展望 |
| 7.1 本文主要工作总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）自适应控制系统瞬态性能增强及在飞行器姿态控制中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 飞行器姿态控制国内外研究现状 |
| 1.3.1 飞行器系统不确定性动态描述 |
| 1.3.2 飞行器姿态控制研究现状 |
| 1.4 自适应控制国内外研究现状 |
| 1.4.1 控制系统瞬态性能描述 |
| 1.4.2 自适应控制研究现状 |
| 1.4.3 自适应控制系统瞬态性能增强研究现状 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第二章 飞行器半物理仿真平台设计及模型参考自适应控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三自由度飞行器半物理仿真平台设计与系统集成 |
| 2.2.1 半物理仿真平台设计 |
| 2.2.2 半物理仿真平台控制系统集成 |
| 2.2.3 半物理仿真系统的动力学模型 |
| 2.3 传统模型参考自适应控制系统设计及稳定性分析 |
| 2.4 模型参考自适应控制系统瞬态性能分析 |
| 2.4.1 基于李雅普诺夫方法的瞬态性能分析 |
| 2.4.2 基于柯西-施瓦茨不等式的瞬态性能分析 |
| 2.4.3 自适应控制系统瞬态性能增强的有效途径 |
| 2.5 基于半物理仿真系统的仿真与实验 |
| 2.5.1 仿真验证 |
| 2.5.2 实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 含参数估计误差的模型参考自适应控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 含参数估计误差的自适应控制设计 |
| 3.2.1 自适应律设计 |
| 3.2.2 闭环系统稳定性及误差边界分析 |
| 3.2.3 不同自适应律对比分析 |
| 3.3 含未知控制输入矩阵系统的自适应控制 |
| 3.3.1 问题描述 |
| 3.3.2 含参数估计误差的投影算法 |
| 3.3.3 闭环系统稳定性分析 |
| 3.3.4 闭环系统鲁棒性分析 |
| 3.4 仿真验证 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于外部命令调节器的闭环参考模型自适应控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统闭环参考模型自适应控制及性能分析 |
| 4.2.1 闭环参考模型自适应控制 |
| 4.2.2 闭环参考模型对误差收敛性的影响 |
| 4.2.3 闭环参考模型的峰值现象 |
| 4.3 基于外部命令调节器的闭环参考模型自适应控制 |
| 4.3.1 含外部命令调节器的闭环参考模型设计 |
| 4.3.3 含外部命令调节器的控制系统性能分析 |
| 4.3.4 闭环系统鲁棒性分析 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 基于一类机翼摇滚动力学模型的仿真验证 |
| 4.4.2 基于半物理仿真系统模型的仿真验证 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于一类频率选择机制的模型参考自适应控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于一类频率选择机制的反馈控制器设计 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 含频率选择机制的自适应控制设计 |
| 5.2.3 闭环控制系统稳定性分析 |
| 5.2.4 闭环系统瞬态性能分析及控制参数选择 |
| 5.3 仿真验证 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 研究成果总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A:攻读博士期间发表与录用论文情况 |
| 附录B:攻读博士期间申请及公布专利情况 |
| 附录C:攻读博士期间参与项目情况 |
（8）像素偏振成像技术及其在数字全息显微中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 偏振的数学表示 |
| 1.3 偏振成像的应用 |
| 1.4 偏振相机 |
| 1.4.1 时间分割型 |
| 1.4.2 振幅分割型 |
| 1.4.3 孔径分割型 |
| 1.4.4 焦平面分割型/像素化偏振调制 |
| 1.5 像素偏振片阵列 |
| 1.5.1 基于二向色性吸收的像素偏振片阵列 |
| 1.5.2 基于双折射效应的像素偏振片阵列 |
| 1.5.3 基于液晶的像素偏振片阵列 |
| 1.5.4 基于金属纳米栅线的像素偏振片阵列 |
| 1.6 研究内容与章节安排 |
| 第2章 像素模型和参数标定 |
| 2.1 像素模型 |
| 2.1.1 测量方程 |
| 2.1.2 调制参数和非均匀性 |
| 2.1.3 噪声 |
| 2.2 参数标定 |
| 2.2.1 实验标定原理 |
| 2.2.2 实验标定结果 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 斯托克斯参量的估计 |
| 3.1 理想调制下的估计 |
| 3.1.1 基于插值的估计 |
| 3.1.2 基于频域滤波的估计 |
| 3.2 非均匀调制下的估计 |
| 3.2.1 局部最小二乘估计 |
| 3.2.2 全局光滑正则估计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 系统误差 |
| 4.1 估值误差理论评估 |
| 4.1.1 理想调制下的傅里叶分析评估 |
| 4.1.2 非均匀调制下的数值模拟评估 |
| 4.1.3 正则化参数的选择 |
| 4.2 估值表现实验评估 |
| 4.2.1 理想调制下的定性和定量评估 |
| 4.2.2 非均匀调制下的定性评估 |
| 4.3 数值标定方法中的问题 |
| 4.4 旋转半波片实验设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 随机误差 |
| 5.1 整体误差与系统误差、随机误差的关系 |
| 5.2 噪声随机误差权重 |
| 5.2.1 理想调制 |
| 5.2.2 非均匀调制 |
| 5.3 像素偏振相机性能参数对随机误差的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 数字全息显微 |
| 6.1 全息与相移 |
| 6.1.1 时间相移 |
| 6.1.2 空间相移 |
| 6.2 显微全息图频谱分析 |
| 6.3 衍射计算 |
| 6.4 实验 |
| 6.4.1 数值聚焦 |
| 6.4.2 分辨率验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（9）星-舰量子/激光通信视轴捕获技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景与意义 |
| 1.1.1 星-舰量子通信 |
| 1.1.2 星-舰激光通信 |
| 1.2 国内外量子/激光通信系统及捕获技术发展现状 |
| 1.2.1 国外星-地激光通信 |
| 1.2.2 国内星-地量子/激光通信 |
| 1.2.3 舰船激光通信 |
| 1.2.4 视轴捕获技术的现状与发展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第2章 星-舰量子/激光通信系统及链路建立研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 星-舰量子/激光通信系统组成 |
| 2.2.1 系统组成 |
| 2.2.2 系统工作原理 |
| 2.3 捕获方法与性能研究 |
| 2.3.1 捕获性能与链路可通率 |
| 2.3.2 舰载条件下的捕获方式分析 |
| 2.4 捕获概率与捕获时间研究 |
| 2.4.1 捕获概率 |
| 2.4.2 初始捕获时间 |
| 2.5 捕获不确定区域与上行信标光发散角研究 |
| 2.5.1 捕获不确定区域 |
| 2.5.2 上行信标光发散角 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 舰载望远镜高精度视轴指向技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 视轴指向模型构建与各类误差影响分析 |
| 3.2.1 视轴指向模型构建 |
| 3.2.2 视轴指向误差分析 |
| 3.3 基于监督学习的半参数视轴指向模型估计方法 |
| 3.3.1 视轴指向模型参数估计原理分析 |
| 3.3.2 基于傅里叶分析的非参数逼近 |
| 3.3.3 基于超完备特征基的半参数模型 |
| 3.3.4 基于数据深度加权的稳健估计方法 |
| 3.4 仿真实验 |
| 3.4.1 仿真条件与仿真流程 |
| 3.4.2 仿真实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于容积卡尔曼(CKF)滤波的轨迹预测再捕获技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 视轴快速再捕获需求 |
| 4.3 视轴再捕获模型构建 |
| 4.3.1 基于预测滤波再捕获原理 |
| 4.3.2 低轨通信终端动力学模型 |
| 4.3.3 舰载望远镜移动测量模型 |
| 4.3.4 预测滤波模型构建 |
| 4.4 基于强化CKF轨迹预测再捕获方法 |
| 4.4.1 CKF滤波理论 |
| 4.4.2 强化CKF滤波算法 |
| 4.5 仿真实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 海上外场视轴捕获实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验设备及组成 |
| 5.3 恒星开环指向试验 |
| 5.4 舰载望远镜对―墨子‖号量子卫星捕获跟瞄试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究工作 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）水下声速改正算法与精密定位方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水声定位技术的研究现状 |
| 1.2.2 水下声速改正方法的研究现状 |
| 1.2.3 水下定位模型及算法研究现状 |
| 1.3 研究内容与章节安排 |
| 第二章 水下定位系统及误差 |
| 2.1 水下定位系统分类 |
| 2.1.1 超短基线(USBL)定位系统 |
| 2.1.2 短基线(SBL)定位系统 |
| 2.1.3 长基线(LBL)定位系统 |
| 2.1.4 声波二次定位系统 |
| 2.1.5 组合定位系统 |
| 2.2 水下定位误差 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 水下定位中声速改正算法的研究 |
| 3.1 声波在海水中的传播特性 |
| 3.2 声速改正方法的研究 |
| 3.2.1 声线跟踪法 |
| 3.2.2 等效声速剖面法 |
| 3.2.3 泰勒级数展开法 |
| 3.2.4 基于自适应分层的声速改进算法 |
| 3.3 仿真算例分析 |
| 3.3.1 定位数据仿真方法 |
| 3.3.2 模拟算例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于半参数估计的水下声学定位模型研究 |
| 4.1 半参数估计模型 |
| 4.1.1 半参数估计模型的基本原理 |
| 4.1.2 补偿最小二乘法及其估计 |
| 4.1.3 正规矩阵和平滑因子的选取 |
| 4.2 半参数模型算例分析 |
| 4.2.1 仿真算例分析 |
| 4.2.2 实测算例分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于选权迭代的定位方法 |
| 5.1 等价权函数 |
| 5.1.1 几种常见的等价权函数 |
| 5.1.2 各类等价权函数适应性分析 |
| 5.2 基于选权迭代的浮标式差分定位 |
| 5.2.1 浮标式的单差定位原理 |
| 5.2.2 浮标式的双差定位原理 |
| 5.2.3 基于IGGIII抗差估计的浮标式差分定位方法 |
| 5.2.4 算例分析 |
| 5.3 基于选权迭代的半参数估计模型 |
| 5.3.1 基于IGGIII抗差估计的半参数定位方法 |
| 5.3.2 仿真算例分析 |
| 5.3.3 实测算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
四、实验中存在系统误差的几种发现方法（论文参考文献）
- [1]基于激光测微仪的非接触式在位测量系统研究[D]. 巴宏伟. 吉林大学, 2021
- [2]基于TDLAS的热电厂一氧化碳气体监测方法研究[D]. 潘云. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [3]三轴数控机床在机测量系统精度提升关键技术研究[D]. 李莉. 安徽理工大学, 2021(02)
- [4]UWB定位方法及构型优化研究[D]. 王川阳. 中国矿业大学, 2020(07)
- [5]利用PandaX二期探测器寻找暗物质[D]. 王秋红. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [6]高分辨率大视场快速傅里叶叠层显微成像方法研究[D]. 潘安. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2020
- [7]自适应控制系统瞬态性能增强及在飞行器姿态控制中的应用[D]. 阳军. 昆明理工大学, 2020
- [8]像素偏振成像技术及其在数字全息显微中的应用[D]. 姜兆祥. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [9]星-舰量子/激光通信视轴捕获技术研究[D]. 贺东. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(08)
- [10]水下声速改正算法与精密定位方法研究[D]. 刘宁. 长安大学, 2020(06)