为了更好的测试控制方法和开发上层控制软件,本文提出了一种基于ELEGANT和SDDS Toolkit的虚拟加速器环境。在这个虚拟环境下,可以将底层物理模拟软件与上层控制软件通过EPICS控制通道及Matlab脚本进行数据分析及处理。本文描述了在该虚拟加速器环境中束流参数测量和轨道控制等软件的开发和测试,并探讨了该虚拟加速器的设计理念和未来可能的应用。

上海软X射线自由电子激光装置(SXFEL)对束流发射度增长的幅度有着较为严格的限制，传统的光学准直已经不能满足其要求。采用基于束流的准直方法可以实现更为精密的准直，使得直线加速器的准直误差进一步降低，以满足自由电子激光装置的要求。通过对不同条件下束流位置检测器(BPM)测得的数据采用最小二乘法算法进行计算分析，可以计算得到四极磁铁和BPM的准直误差，进而进行束流准直和轨道校正。基于以上原理，计算了各种元件误差对轨道和发射度造成的影响，同时基于Matlab平台设计了控制软件，模拟结果表明轨道偏离量可减少一个数量级。

为实现次谐波聚束器的数字化相位控制，利用下变频、IQ调制解调技术及商业化的PXI系统，开发了以LabVIEW为平台的低电平控制器。控制器采用了具有自学习和自适应能力的单神经元自适应PID的控制算法，满足了相位稳定度的要求，通过现场测试与传统PID算法进行比较，验证了该算法稳定性好、响应快、抗干扰能力强。

为了弥补基于固定阈值的肤色分割方法存在的缺陷，在对多种彩色空间和肤色模型进行分析的基础上，提出采用改进的2-D Otsu方法和YCgCr彩色空间进行肤色分割。首先将光照补偿之后的肤色样本图像从RGB彩色空间转换到YCgCr 彩色空间， 并利用样本图像上的179221个肤色点建立2维高斯模型；进而将待分割的图像进行光照补偿并转换到YCgCr彩色空间，利用已经建立的高斯模型计算图像的肤色相似度，得到肤色相似度图像；最后，结合像素的空间邻域信息，使用改进的2-D Otsu方法对肤色相似度图像进行2值化处理。对这种方法进行了理论分析和实验验证。结果表明，该肤色分割算法有效地克服了使用固定阈值法进行图像分割时缺乏针对性和抗噪性的缺陷，该算法是可行的。

为适应工业电子加速器需求增多的现状，提出了一种新型的结构紧凑的连续波电子加速器，运行频率为180 MHz。依靠置于加速腔外的多个偏转磁铁，使电子束多次穿越加速腔，从而得到持续的加速。设计过程中，用CST软件对谐振加速腔进行了优化，用Parmela软件模拟了束流的粒子动力学。粒子纵向稳定度和横向聚焦也通过模拟进行了分析和验证。结果显示：此种新型加速器能得到9 MeV，100 kW的稳定电子束流。

通过将次谐波腔体等效为RLC 并联回路,求得了射频功率馈入腔体的耦合度公式, 分析了上海光源直线加速器次谐波腔输入耦合器的设计要点, 通过3维电磁计算软件CST的数值模拟方法对耦合器结构尺寸、耦合环的深度与方位、耦合度进行了模拟计算。介绍了对次谐波腔耦合器进行小信号测试的过程、腔体安装及在线调试的方法。

指出了线性鉴别分析及其几种改进方法在处理小样本人脸识别问题时存在的不足,提出了一种基于两空间线性鉴别分析的小样本人脸识别方法。首先将样本投影到总体散布矩阵的非零空间中进行分析;进而将类内散布矩阵分成零空间和非零空间进行鉴别向量确定和鉴别特征提取,最后将得到的两种鉴别特征融合,从而使用最近邻法进行分类。实验结果表明,在进行小样本的人脸识别时,该方法的识别效果优于其他线性方法。

研究了使用三维人脸模型进行不同姿势下的人脸识别问题,提出了一种三维建模二维识别的人脸识别算法,首先使用该方法将三维模型向不同方向投影,进而将不同姿势的二维图像与不同方向的投影结果相匹配,进行.人脸识别.研究了使用Minolta Vivid 910进行数据获取,创建三维模型的方法和过程.实验结果表明,在进行不同姿势的人脸识别时,该方法的识别速度快于三维可变形模型方法,识别率远优于使用二维正面图像作为模板的人脸识别方法.