针对调频连续波（FMCW）干涉光纤压力传感器存在的温度-压力交叉敏感问题，提出了一种实时温度漂移补偿方法。将参考传感器和压力传感器粘接放置在同一温度场中，根据两个传感器的腔长变化量与温度间的关系，分析温度漂移补偿原理，并利用温度漂移补偿方法实时校正压力传感器的温度漂移。实验结果表明，该方法在升温过程中的压力测量误差从9.21%减小到0.32%，降温过程中的压力测量误差从3.33%减小到-0.24%，降温60 min内压力传感器的压力漂移小于0.1 kPa，有效提高了FMCW干涉光纤压力传感器的测量精度。

光纤陀螺（FOG）的零漂补偿是提高其工作精度的主要方法之一。为了实现FOG零漂的实时在线补偿，利用基于增量学习的在线支持向量机回归（Online-SVR）方法建立FOG零漂实时补偿方案，并提出了一种基于滑动平均的温度变化率实时获取方法，可以实现温度变化率的稳定获取以满足在线补偿的要求。通过分析和预处理FOG在-15~50 ℃范围内的实测数据，分别进行径向基神经网络、支持向量机回归以及基于增量学习的在线支持向量机回归建模，并对原始零漂和三种模型补偿后的剩余零漂进行Allan方差分析。结果表明：在线支持向量机回归模型实现在线补偿的同时，具有较其他两种模型更好的补偿精度和稳定性，适用于FOG零漂数据的在线补偿。

为了解决定子分段式永磁直线同步电机(PMLSM)存在的因磁阻效应、负载阻力、摩擦力、参数摄动以及动子进出定子时耦合面积变化所造成的控制性能下降的难题, 根据动子和定子的耦合状态, 提出一种在完全耦合阶段和动子退出定子阶段的分段式控制方法。首先, 在动子与定子完全耦合阶段采用改进滑模控制器减小推力波动导致的速度波动, 再通过加入扰动观测器降低滑模切换项所带来的抖振现象; 在动子退出定子阶段, 建立相关电磁参数与动子位置的函数关系, 实时补偿由耦合面积变化引起的动子失速, 使动子速度在退出时接近给定值。仿真及实验结果表明: 动定子完全耦合过程中的速度稳态误差为0.005 m/s, 收敛时间为0.3 s, 动子退出定子阶段的速度波动不超过0.04 m/s, 满足定子分段式PMLSM用于长行程自动运输系统对平稳性及快速性的需求。

根据在线补偿对于实时性和精度的要求，提出利用粒子群算法优化支持向量回归的方法建立光纤陀螺温度误差补偿模型，并采用多数据窗的温度变化率实时获取方法，满足在线补偿和模型输入的要求.将光纤陀螺置于温箱内进行-15~50℃变温试验，获得实测数据，将温度和温度变化率作为输入，分别进行最小二乘、径向基函数神经网络以及粒子群优化支持向量回归建模，对比结果表明，提出的模型取得了最佳的补偿效果.通过实时补偿对比试验，验证了提出的模型具有良好的实时补偿性能及对于非训练数据的泛化能力.

针对潜望式激光通信终端中的运动反射镜会改变接收信号光偏振态从而导致系统混频效率下降的问题, 提出一种基于旋转组合波片的偏振态实时补偿方法, 使接收信号光偏振态恒定为45°线偏振, 以实现与本振光的高效混频。在建立潜望式扫描机构几何模型的基础上, 利用三维偏振态追迹算法对其偏振态传输特性进行分析, 得到系统偏振态传输矩阵, 给出不同方位角、俯仰角下出射信号光的偏振态, 建立了偏振态补偿元件1/4波片、1/2波片各自旋转角度与潜望式扫描机构方位角、俯仰角的联系, 分析了波片旋转角度误差对出射信号光偏振态的影响。

为了提高光电轴角编码器的精度，提出了一种实时补偿莫尔条纹光电信号正交性偏差的方法。利用希尔伯特变换原理，构造了同频光电信号正交性偏差的动态测量算法。根据莫尔条纹光电信号的数学模型，揭示了由正交性偏差引起的细分误差的空间分布特征并建立角度补偿模型。鉴于编码器的实际工作特点，采用同步处理方式，在补偿光电信号的同时动态更新了角度代码补偿查找表; 通过细分查找表的切换，实现信号正交性偏差的实时补偿。采用该方法对存在约18°正交性偏差的23位光电编码器进行了补偿处理，结果显示: 补偿后的编码器的细分误差峰值由4.79"降低到1.26"。该方法可实际应用于编码器系统，能够提高编码器的细分精度、环境适应性和可靠性。

针对超磁致伸缩驱动器(GMA)存在复杂的磁滞非线性易降低系统性能,导致系统不稳定的问题,建立了可以精确描述磁滞现象的模型并提出了合适的驱动控制方法。首先,基于Prandtl-Ishlinskii(PI)模型对GMA磁滞建模, 并采用最小均方法(LMS)进行模型参数辨识, 模型预测误差为0.037 9 μm。接着, 通过对PI模型解析求逆进行实时补偿控制, 从而有效减小磁滞误差, 补偿控制误差为0.309 μm。实验结果证明, PI模型可以精确描述GMA磁滞现象, 且具有计算简单, 磁滞跟踪能力强的优点。基于该模型的实时磁滞补偿控制方法可以有效减小磁滞误差, 提高GMA实时驱动定位控制精度, 是实现GMA精密驱动控制的一种有效方法。

为了使光电测量设备快速进入测量状态，减小因倾斜带来的测量误差，研究了一种光电测量设备实时调平补偿方案。根据光学成像理论，推导了物高、物距、像高、像距等参数之间的换算关系。然后根据倾斜特性建立了物体或成像系统倾斜时的实时调平补偿数学模型。利用数学模型确定的补偿算法和水平倾角仪测量的角度值，可对测量设备在一定倾角范围内倾斜时进行实时调平补偿。对此补偿算法进行了实验验证。实验结果表明，测量设备在水平倾角α为0.26°，β为1.197°的情况下，经过实时调平补偿后可将系统的测量误差由-0.17615％优化到-0.07787％，使光电测量设备可在倾斜的情况下保证测量精度。

光纤陀螺已广泛应用于光电跟瞄设备的稳定回路，但其内部信号处理和传输延迟所造成的时滞环节却对稳定回路可实现的带宽设置了约束条件。在比较了有限记忆滤波、卡尔曼滤波和最小二乘法三种补偿方法基础上，采用最小二乘法对光纤陀螺的测量输出进行预测用以补偿其时滞环节。针对光纤陀螺测量要求和时滞特性，分析了影响补偿精度的因素，试验了不同的最小二乘法拟合多项式次数的补偿结果。实验结果表明，采用5 点4 次外推2 点的最小二乘法即能在200 Hz 的频率范围内，使光纤陀螺的时滞环节得到较好的补偿。

非制冷红外焦平面阵列(UFPA)不可避免地存在无效像元, 这对UFPA的成像效果造成了极坏的影响。为解决这一问题, 在分析并总结各种非制冷红外焦平面无效像元识别算法优缺点的基础上, 提出一种新的无效像元识别与实时补偿方法。根据像元响应特性, 采用循环迭代法以搜索最优的无效像元判别阈值, 并据此标识出无效像元的位置。在硬件实现阶段, 对于M×N的UFPA器件, 在任意采样时刻, 利用移位寄存器保存当前采样点之前的M个响应值, 使其输出可实时更新为与采样点同列的上一个数据; 同时, 利用一般的寄存器实时保存与采样点同行的前一个数据, 采用同帧行列间内插法实现无效像元的实时补偿。该算法有效地解决了无效像元识别阈值选取困难及不易实时补偿的问题。针对320×240的UFPA器件, 该算法在基于FPGA的红外图像处理系统上得以实时实现, 成功地消除了无效像元对UFPA成像效果的影响。