无人机激光跟踪与无线供能系统

为了解决无人机工作时间短、续航能力差的问题,采用激光无线供能的方式给无人机进行续航,提出并设计了一套基于跟踪、捕获、瞄准的激光无线能量供给系统,并进行了理论分析,同时在外场200m范围内进行了无人机激光无线供能实验。结果表明,该系统整体光电转换效率约为12%,跟踪精度优于500μrad。该研究为激光跟踪与无线供能技术用于小型航天飞行器提供了参考。     

微型蚂蚁激光供能系统设计

基于微型蚂蚁的太阳光供能技术,设计了一种微型蚂蚁激光供能系统,有效地克服了使用引线和电池供能所带来的不足以及太阳光供能方式对阳光的依赖．对激光供能系统的整体结构与部件进行分析,研究了能量转换装置的转换效率,讨论了传输过程中的能量损耗问题,论证了系统供能的可行性．实验采用半导体激光器提供能量,经透镜准直后照射到微型蚂蚁携带的光电池上转换成电能．激光对微型蚂蚁供能比太阳光有更高的供能效率。     

激光供能无人机接收端的光伏阵列重构方案

激光供能无人机是以激光作为能量载体,对无人机进行实时无线能量传输,提升无人机续航时间。由于激光束能量分布不均匀,导致光伏接收器效率低下。为提高接收器转换效率,针对全交叉连接结构优化问题,提出一种基于最小均衡差的重构方案。首先对激光高斯分布情况进行数学建模,获取光伏电池单体的辐照度。然后利用最小均衡差原则对全交叉连接结构进行优化,并对各种连接结构进行仿真。仿真结果表明：阵列重构后具有更高的输出功率、转换效率和填充因子,更低的功率损耗,且相较于重构前最大输出功率分别提升了29.13%、32.25%。     

激光选区熔化多振镜系统的打印时间预估算法

激光选区熔化(SLM)技术是目前最主要的激光粉末床熔融制造方式之一。SLM技术是基于逐层制造成型的过程,其工作时间成本一直是该技术领域的重要科学问题。该研究将为激光选区熔化多振镜系统的打印时间预估提供一种准确的算法及计算思路。铺粉式的激光选区熔化设备的打印原理主要涉及铺粉模块将金属粉末均匀地铺在制造成型区域和振镜扫描系统完成制造成型的扫描打印工作。该算法基于铺粉式的激光选区熔化设备的打印原理,采用多振镜激光选区熔设备软件控制系统编程,将算法程序集成到设备控制系统之中。该算法先通过模型图和工艺参数来计算得出激光选区熔化设备的扫描系统理论打印时间,再通过设备控制系统在打印过程中获得各个计时单元铺粉模块实时运行的时间,并采用计时单元内铺粉模块的算数平均值来提高各计时单元内铺粉模块时间预估精度。利用SLM设备扫描系统的实际运行时间和时间预估数值的差异,进行校正参数的实时修正。通过累加SLM设备每一层的打印时间,最终得到较为准确的制造成型时间预估。实验验证表明,十小时以上的打印任务中,打印预估时间和实际打印时间之间的偏差率小于±1%。本研究的算法可以准确地得到打印任务的工作时长,为SLM控制系统...     

基于改进蝙蝠算法的激光供能无人机MPPT技术

激光供能无人机操作简单、安全性高,其采用光伏电池板接收能量进行作业。在复杂遮荫情况下,无人机上光伏电池板的P-V曲线存在多极值点问题,传统最大功率点追踪算法易陷入局部最优且追踪速度较慢等。针对这一问题提出了一种改进的蝙蝠算法,首先通过反向学习进行种群初始化,增强群体分布的均匀性,避免陷入局部最优;同时引入收缩因子,加快算法收敛速度。最后在Matlab/Simulink中搭建光伏阵列电路仿真模型证明了改进的蝙蝠算法在具有较好的速度性和稳定性。     

基于改进粒子滤波的激光供能无人机跟瞄方法研究

在激光供能无人机中,激光跟瞄无人机光伏电池板的方法成为关注热点之一。针对激光跟瞄无人机存在跟踪偏差大的问题,提出基于改进蝴蝶优化的粒子滤波算法。首先在蝴蝶优化算法初始化阶段引入对立学习策略,改善算法寻优性能;其次将蝴蝶优化算法位置更新公式进行优化,提升算法寻优速度;最后将引入蝴蝶优化算法的粒子滤波算法应用于激光供能无人机的跟瞄中,实现激光对无人机光伏电池板的最优跟踪。MATLAB结果表明,基于改进蝴蝶优化的粒子滤波算法在激光跟瞄过程中可以提高激光器发射激光的准确度,有效减小跟瞄误差,改善激光跟瞄无人机光伏电池板的效果。     

弹载激光探测器加速寿命试验与评估研究

为满足弹载激光探测器贮存寿命评估的实际需求,研究了适用于激光探测器的加速寿命试验与寿命评估方法.首先,研究影响激光探测器的贮存寿命的因素,提出加速试验方案中应力范围、寿命分布类型、应力施加方式、试验时间等因素设计准则,其次基于极大似然法计算加速模型参数,通过寿命分布类型检验判定加速试验方案的合理性,最后利用加速因子折合...     

应力水平对激光冲击强化圆角疲劳寿命的影响

为了研究不同应力水平（疲劳试验过程中应力最大值）下,激光冲击强化对圆角结构疲劳寿命的影响,对半径为3mm的TC4-DT钛合金圆角试样进行了激光冲击试验,接着对试样进行拉-拉疲劳试验,在疲劳试验过程中采用的两种应力水平分别为385MPa和423MPa,应力比r=0.1,并通过扫描电子显微镜对疲劳断口进行分析。结果表明,激光冲击强化后,疲劳源从圆角表面向内部移动,且疲劳辉纹宽度减小,圆角结构疲劳寿命得到提高;当应力水平从385MPa增大至423MPa时,圆角疲劳寿命增益由246.2%减小至111.8%;激光冲击强化后,圆角结构表面形成一定深度的参与压应力,疲劳性能得到提高;但随着应力水平增大,激光冲击强化对圆角结构疲劳寿命的增益减小。该结果为针对薄弱区域强化而抑制疲劳裂纹萌生的研究具有指导意义。     

激光传能系统用激光能量转换器的研究与设计

针对远距离激光传能及光电转换问题,通过对传输过程中光纤损耗、波长选择、光电转换材料匹配等影响系统传输效率的各环节因素进行分析,采用在半绝缘InP衬底上外延生长InGaAs PIN的方式设计了光电转换芯片,并对芯片结构及互联工艺进行了优化,最终成功研制出了高效激光能量转换器。试验结果表明,在1550 nm激光照射的条件下,该激光能量转换器的光电转换效率能够达到28%。     

激光传能研究新进展

1999年10月,参众两院委员会批准了一项1000万美元的国防预算,用于能源部托马斯.杰弗逊实验室的国家加速器实验室的自由电子激光器升级。对利用自由电子激光器从地面向在轨人造卫星传送能量感兴趣的研究者来说,该预算的通过无疑是个好消息。1998年夏天杰弗逊实验室宣布他们已成功演示1.7kW自由电子激光器,这对劳伦斯.伯克利国家实验室的物理学家AlexanderZholents是个好迹象。他说杰弗逊实验室的实验表明,通过设计规范升级,自由电子激光功率可控制地按照预想增加。“这表明他们可以达到设计目标。”如果折衷的国防预算最终被国会和总统批准…     

多冲接触载荷下激光涂层/基体系统的多因素耦合寿命研究

给出了多冲接触载荷的定义。针对化工、治金设备相关零件在多冲接触载荷下的失效特征 ,提出了相应的失效判据。制备了自熔合金粉末激光熔覆涂层试件 ,在冲击疲劳试验机上进行了多冲接触疲劳寿命试验 ,获得了各种条件下多组P -S -N曲线。考察了涂层材料、基体材料、涂层厚度等各个因素及其耦合对激光涂层 /基体系统疲劳强度和寿命的影响 ,给出了多因素耦合背景下的寿命分析结果     

XeBr激光及其寿命研究

通过对ＸｅＢｒ激光特性的研究，着重分析了ＸｅＢｒ激光寿命短的原因，提出了一种有效地提高ＸｅＢｒ激光的寿命的新途径。     

含光伏发电的综合供能系统的模糊评价

含光伏发电的综合供能系统具有良好的综合效益,但在系统建设过程中,可行性研究方案的筛选会受到多方面因素的限制。利用模糊综合评价的方法,考虑光伏发电的特点以及系统并网给传统电网带来的影响,构建模糊综合评价指标体系,利用最大熵技术法确定权重,从而得到模糊评价矩阵,对系统方案进行综合评价。以深圳地区某建筑物的建设方案为例,对多个方案进行综合评价,验证模型的合理性。结果表明,该评价体系适合含光伏发电的综合供能系统的评估,能够为决策者提供依据。     

用ESR谱仪测量激光染料三重态的寿命

本文报道了一种在ESR谱仪上测量激光染料三重态寿命的方法。测量结果表明误差在±15％以内。     

激光喷丸强化变形镁合金的疲劳寿命数值分析

以ABAQUS和MSC.fatigue软件为平台, 建立了激光喷丸强化前后试样疲劳寿命及薄弱位置预测的有限元分析模型。为研究材料强度对激光喷丸强化效果的影响, 以AZ31B和ZK60两种不同强度变形镁合金为对象, 对激光喷丸强化后的残余应力和塑性变形进行了分析, 并预测了喷丸前后的疲劳寿命, 两种材料的疲劳寿命增益分别为112.04%和181.2%。结果表明, 高强度材料激光喷丸强化效果优于低强度材料。     

新型激光多波束系统供能无人机集群方案研究

由于单无人机执行任务量有限、整体效率低,故而无人机集群运动以其稳定性好,执行任务多样性,易操作,易控制等特点受到越来越多的关注。在激光供能无人机集群中,针对无人机的机载能量限制了任务的范围和时长、传统供能方式仅能完成一对一供能导致供能效率较低等问题,本文提出了一种基于光学相控阵技术的新型激光多波束供能系统,包括整体的激光无线能量传输方案、系统工作的整体流程、基于领航跟随法的无人机集群编队控制等,此方案可完成一对多的自调节供能,满足整个无人机集群的能量需求,提高传能距离及传输效率,并通过对无人机集群进行算法控制精准到达预设供能区域。对未来激光无线能量传输应用的领域和方式具有参考价值。     

架空输电线路故障检测器供能电源的设计

提出一种通过特制线圈从高压侧一次母线取能与蓄能电池相结合的设计方案,作为架空线路故障检测器的电源供给,介绍了该方案的原理和设计要点.实验证明,该电源方案在母线正常电流范围内可提供稳定电能,在短路或断电的故障状态下也能正常工作,并在大电流的情况下能可靠地保护后级电路,提供稳定电压输出,从而有效解决了架空输电线有源电子设备...