基因算法在光学系统优化中的应用

将基因算法植物于光学系统的优化中，构造了相应的数学模型，并编程实现了算法，实验证明基因算法可以克服以往优化算法不能自动增减光学面（元件）的缺点，从而提高了光学系统设计的智能化程度。  

变焦距镜头初始结构智能化设计方法

给出一个智能化专家系统，实现了对变焦距镜头初始结构参数的自动设计，包括对任一变焦方式的高斯光学参数的计算，以及对各组元结构参数的自动生成和优化。  

变焦距镜头高斯光学设计的新方法

突破了对像面漂移量的有理函数计算传统，考虑到组元运动曲线的间断性，给出了变焦距镜头高斯光学全新的最优化设计方法，供助于切比雪夫多项式，做到了任意组元联合直线运行的光学补偿，以及实现了简便的和有效的任意组元任意变焦方式的机械补偿。  

复杂光学系统的全局优化

逃逸函数法是目前最为实用的光学系统全局优化算法之一。这种全局优化的运行由多个不加或加入逃逸函数的阻尼最小二乘法局部优化组成。探讨了提高其优化效率的方法，提出了两个搜索机制以便提高各个局部优化的效率。首先搜索最佳阻尼因子，从而确定多维结构变量空间中解向量的最优方向；再沿该方向搜索解向量的最优长度。此外，用实验方法确定了逃逸函数的控制参数的最佳缺省值。在此基础上成功地研制了实用化的复杂光学系统全局优化程序。  

二维调制传递函数及其在波前差检测方面的应用

光学系统像质分析在光学系统设计、加工和装调过程中具有重要意义.像质分析常用的方法有调制传递函数法和波前差法.对于高分辨率光学系统,传统的一维调制传递函数由于只提供了一维空间频率信息,因此在像质检测时有一定的局限性.本文基于随机数图像的傅里叶功率谱密度理论,提出了一种利用随机数图像作为目标物来测量成像光学系统二维调制传递函数的方法;通过利用NewtonCotes求积公式,对有像差系统的光学传递函数计算公式做进一步推导,提出了利用实际成像光学系统的二维调制传递函数值直接计算系统波前差的算法.实验结果表明,二维调制传递函数较之一维调制传递函数更能真实地反应成像光学系统的成像性能;利用二维调制传递函数计算得到的波前差与理论波前差在轮廓上有较好的一致性,可以作为实际系统波前差分析的一条新途径.  

悬线式力矩器磁路设计中的有限元分析应用

光学头力矩器的空间磁场分布直接决定了力矩器的动态性能，对磁场进行准确分析是力矩器设计的前提。分析了悬线式力矩器的空间磁场产生机理，并采用有限元分析法进行了理论推导。以一款动线圈式二维对称型只读悬线式力矩器为例，采用有限元仿真软件（ANSYS）分析并设计了其空间磁场分布，对影响力矩器空间磁场分布的相关因素进行了分析。将采用有限元法对悬线式力矩器空间磁场仿真计算得出的力矩器动态特性参数与实测力矩器动态特性参数相比，其结果均符合力矩器的设计要求，证明基于有限元分析法的悬线式力矩器空间磁场设计是可行的。  

悬线式物镜力矩器中频段共振理论及实验分析

悬线式物镜力矩器是高密度光盘系统中关键部件——光学头的可执行机构,其运动特性决定着光学头的读盘能力。在光学头研制、生产及测试中发现某些力矩器频率特性曲线的线性工作区内出现共振,它会导致光学头的读碟能力下降。通过对力矩器可动部建模、ansys仿真及实验分析,得出力矩器可动部的质心和力心不重合将导致其在中频段内发生扭转共振。实验结论对悬线式物镜力矩器设计、评价和生产都有重要的指导意义。  

盘片抖动对聚焦伺服影响的研究

聚焦伺服是整个伺服系统的基础,当盘片高速旋转时,由于振动或其他原因引起盘片的抖动,令盘片与光学头的距离产生变化从而影响聚焦伺服,对由于抖动引起的误差,在聚焦伺服环节对其进行了补偿,从而提高了聚焦伺服精确度和稳定度。数字滤波器IIR具有阶数低速度快的特点,适用于实时性系统,因此实验中使用了自主开发的基于芯片Ali5705的DVD实验平台,其利用IIR算法实现PID控制从而令伺服系统稳定工作,并且在该实验平台上对聚焦伺服进行测试,测试结果具有良好的伺服特性曲线。  

裸眼3D LED显示的全息透镜板在线拼接的检测方法

全息透镜板的高精度拼接与装配是基于全息透镜技术的大屏幕LED裸眼3D显示系统搭建中的关键问题。理论计算与实验结果表明，全息透镜板与LED显示模组横向相对位置误差小于1.332mm时，可以满足显示的要求。基于裸眼3D显示系统的投射条纹，提出了基于投射条纹的全息透镜板位置实时调整方法。依据此方法提出了基于极大值测量条纹中心间距的图像处理算法,并结合LabView编写了图像处理程序。实验结果表明，使用该方法测得的亮暗条纹间距的测量精度为0.1mm，反算出全息透镜板与LED屏之间的位置误差小于0.03mm，满足实时调整全息透镜板位置的要求，可以作为全息透镜板在线拼接的检测方法。  

密布式多输入多输出声呐阵列目标波达方向估计

针对低信噪比条件下多输入多输出声呐受对称噪声分量影响导致测向性能降低的情况,提出了一种基于协方差矩阵重构方法的波达方向估计算法。首先,将噪声场分为对称噪声和非对称噪声两部分,利用协方差矩阵虚部与对称信号无关的性质,去掉协方差矩阵的实部来降低对称噪声对目标波达方向估计精度的影响,采用降维转换方法和矩阵虚部置换原理重构协方差矩阵的实部,避免了双频谱的干扰。然后利用Toeplitz方法对重构的协方差矩阵进行解相干修正,通过奇异值分解获得噪声子空间,最后对目标的波达方向进行估计,可实现微弱信号的准确测向。理论分析和实验结果表明,该方法明显抑制了对称噪声,提高了目标的波达方向估计性能,具有运算速度快、自由度高和目标分辨力强的特点。