为了解决巡飞弹空中上电后在无参考姿态条件下的初始姿态确定问题, 采用低成本磁力计、陀螺仪和加速度计(MARG)传感器设计姿态航向参考系统(AHRS), 并提出了一种自适应参考矢量权重的快速初始姿态估计(AFCF)算法。首先, 提出了三轴传感器使用前的快速误差校准方法; 然后, 采用快速互补滤波算法进行姿态估计, 分析了其权重函数对于初始姿态估计及收敛性等的影响; 接着, 提出自适应参考矢量权重及自适应姿态估计方法; 最后, 利用高精度MTI(Milliren Technologies,Inc)传感器数据对算法进行了验证, 并在低成本MARG姿态航向参考系统中对算法进行了实现, 对比了改进算法及扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的性能。实验结果与分析表明: 动态条件下采用MTI传感器数据, 改进算法能够在初始时刻收敛, 比快速互补滤波(FCF)算法提前约4s; 解算精度约为±0.6°, 初始时刻精度明显优于FCF; 硬件测试则表明改进算法的处理时间为0.062ms, 仅为EKF算法的1/9, 解算精度约为±1.3°, 能够满足姿态测量过程快速收敛、高精度、实时性等要求。

某巡飞弹机载稳定平台可实现目标侦察及跟踪, 平台稳定性、目标跟踪、随动控制实验是其重要环节, 但飞行验证难度极大。根据半实物仿真思想, 设计并搭建半实物验证系统, 应用于实验室条件下的仿真验证。介绍了系统组成、工作原理及关键技术。实例验证结果表明, 该系统满足设计要求, 达到一定精度, 能够为算法研究提供新的思路, 可根据研究需求进行开发和拓展, 具有研究及应用价值。

为了实现对金属材料中微纳米级裂纹的超声检测，建立了非线性超声检测系统，研究了超声波与金属材料中裂纹的相互作用以及超声波的畸变效应。介绍了固体中普遍存在的超声非线性现象；以金属材料中的微纳米级裂纹为例研究了裂纹与超声波相互作用产生的畸变效应；在分析超声波产生畸变的基础上，描述了超声高次谐波振幅的测量方法。最后，以金属材料疲劳裂纹为例，利用常规超声检测和非线性超声检测两种方法，证明了非线性超声检测在微纳米级裂纹检测中的有效性。实验结果表明：疲劳裂纹扩展长度与二次谐波激发效率关系密切；利用二次谐波，非线性超声检测方法检测出的裂纹长度比常规超声检测方法检测出的裂纹长度增加了30%，实现了对金属材料微纳米级裂纹的检测。

针对在微型飞行器上测量空气流速矢量的需要，提出了一种比空速管轻巧、比热线式流速传感器抗干扰能力强的微型热膜式流速传感器及其组合系统。与热线式流速传感器相似，热膜流速传感器仅输出电阻值信息，对流速和流向均敏感。将多个传感器按照一定规律组合，可实现对一定角度范围内的流速矢量的测量，从而拓展其应用。结合试验推导了组合传感器测量流速矢量的原理与实现条件，讨论了传感器布置的优化方式并进行了误差分析。传感器特性的实验结果表明，按照45°间隔角布置的3个热膜式流速传感器联合，可以测量180°范围的流速矢量。结合推导与实验，证明组合测量方法可行有效，所占空间和能耗均低于阵列方案，且可推广至其它同类型流速计。

本文提出一种利用磁光阱冷却捕获技术制备低速、连续、单色性好原子束的方法及技术。采用3维磁光阱从背景Rb蒸汽中捕获Rb87原子进行冷却、捕获形成原子云团，利用在纵向方向上结构设计的小孔将冷原子云团推出形成冷原子束，并在原子束行进方向上采用2维光学黏胶对原子束进行准直，采用态制备激光对其进行态制备，全部制备到Rb87原子的基态能级｜F=1上，从而为原子惯性技术(原子干涉仪、原子重力仪、原子加速度计)、原子频标(原子钟)提供低速、连续、单色性好的原子束。文章对于制备技术的实验系统及实验结果进行了详细的阐述。

基于微型飞行器(MAV)尺寸小、载重及能量供给有限,难于获取完整的飞行状态参数,对机载的设备和导航控制系统要求很高等特点,提出了一种应用于翼展680 mm的电动微型飞行器的基于航迹角度和偏航距误差的几何导航控制算法,并利用MEMS传感器设计了飞行控制系统,给出了PID控制率。Matlab仿真试验表明,该系统在3种PID控制率下均可很好地实现导航控制,偏航控制误差低于30 m;空中飞行试验表明,提出的算法有效地实现了电动微型飞行器的导航控制飞行,在2级风情况下,偏航误差低于30 m。

通过理论研究和有限元仿真分析了热效应对两种不同质量块布局的双端固支梁的等效弹簧系数的影响,两种质量块分别布局为质量块与梁对称布置和质量块位于梁平面一侧布置.推导了双端固支梁等效弹簧系数随温度的变化公式,仿真分析了双端固支梁-质量块系统的一阶固有频率以及质量块在静载荷作用下的位移。通过固有频率及载荷-位移两种方式,分别得到了两种布局下的质量系统在不同温度下的等效弹簧系数。对于质量块对称布置和单侧布置,根据一阶固有频率得到的等效弹簧系数随温度的变化与理论分析都吻合;而利用载荷-位移得到的等效弹簧系数随温度的变化,需要对位移进行修正。计算结果表明,对于质量块位于梁一侧的系统,温度变化对其等效弹簧系数有重要影响,质量块的不对称会在温度变化时产生对梁的弯矩作用,从而使质量块产生位移,造成微机电传感器和执行器输出信号的改变。

利用功率超声医疗设备对病人进行治疗的过程中，手术刀的振幅是一个关键的控制参数，它直接影响到手术的效果。由于手术刀的振幅随着环境的温度、时变非线性的负载、以及加压等因素的影响而变化，故此需要对振动系统的振幅进行稳定控制。首先分析了纵向复合棒大功率换能器加接刀具的振动系统的等效机电模型，根据等效机电模型提出了一种基于自调整PID模糊控制器的功率超 声设备振幅控制方法。并分析了自调整PID模糊控制器的结构和原理，这种控制器同PID控制器相比较，既可以消除极限环振荡，又可以消除系统余差的优点。最后给出了一种实用的方法。实验表明采用该模糊控制技术提高了系统的鲁棒性和控制精度，为超声振动系统振幅的控制提供了新的思路。

功率超声医疗设备在治疗的过程中,为了取得良好的超声乳化效果,要求振动系统在不同的负载下都具有较大的输出振幅,这就要求振动系统在不同的负载下都工作在匹配状态下.文章首先分析了纵向复合棒大功率换能器加接变幅杆和刀具的振动系统的等效机电模型,然后根据等效机电模型分析了功率超声振动系统动态阻抗匹配的基本原理.同时针对功率超声系统的工作特点设计了一种动态负载在线检测方法,得到反映负载状态及其变化趋势的参数,并根据识别出的动态负载确定出模糊控制器的输入输出参数.最后给出了一种实用的模糊控制算法进行振动系统的动态阻抗匹配.实验结果表明,利用模糊控制器进行动态阻抗匹配能保证振动系统在变负载的情况下仍然获取较高的电功率和较好的超声乳化效果.