针对高超声速飞行器非线性、快时变等特点, 研究小波基预测函数控制方法, 旨在改善传统阶跃函数基预测函数控制的控制性能, 同时实现高超声速飞行器的实时控制。首先,将高超声速飞行器非线性模型转换为状态相关的线性模型, 然后,将控制律表示为小波函数的线性组合, 控制律的计算转换为基函数系数的计算, 极大地降低了优化计算的维数, 可以实现对高超声速飞行器的实时控制。与传统的预测函数控制方法不同, 将小波函数作为基函数能充分利用小波的多尺度分析和紧局部特性, 通过灵活设置小波基函数的个数及位置分布, 确保拟合点逼近要求的同时兼顾整体控制性能。仿真结果表明, 相比于传统的阶跃函数基预测函数控制, 小波基预测函数控制具有更好的跟踪性能。

静电悬浮是一种无接触式研究材料深过冷等特性的重要方法之一, 为此设计了一套地面静电悬浮控制系统。基于双GPU建立图像采集和位置解算系统, 使用实时检测算法完成对目标的实时检测。对样品带电以及动力学建模, 通过开环-赋初值PID的控制策略, 实现材料的融化悬浮等实验, 省去了深紫外灯进行电荷补充的装置。实验证明, 图像处理速度在304×304像素达到了700 frame/s, 同时规则球体控制精度约在±0.02 mm以内。模型仿真控制结果和实际实验控制结果的相关参数基本一致。加入900 V（该电压引起材料的加速度约为1.274 m/s2）的人工扰动下, 静电悬浮约340 ms即可稳定, 证明了基于高速视觉的静电悬浮控制系统的可行性与可靠性和静电悬浮动力学建模的准确性。

为提高托卡马克装置磁场电源的控制性能，实现对等离子体的先进控制，设计了基于LabVIEW RT和FPGA的磁场电源实时控制系统。根据等离子体控制对电源控制系统实时控制的要求，使用反射内存卡实现实时数据传输，应用实时操作系统来保证系统的确定性应用和系统的可靠性，采用NI 7813R系列数据采集卡实现对晶闸管变流器的控制。实验结果表明，该系统满足等离子体放电对电源控制系统实时性的要求，并具备较高的可靠性和稳定性。

干涉条纹的相位变化与干涉条纹中某一固定点的光强密切相关, 基于这一原理, 通过对干涉场光强分析, 提出并设计了一种用于干涉条纹相位锁定的控制系统.光电探测器检测干涉条纹中固定目标点的光强, 并以该光强电压作为反馈控制信号, 利用声光调制器对干涉系统中两束高斯光束中的一束进行实时频率调制, 将光强电压控制在一个固定值, 实现干涉条纹的相位锁定.构建了条纹锁定控制系统控制对象的理论模型, 通过实验进行了验证, 并基于该模型的特点设计了条纹锁定控制器.实验结果表明: 在400 Hz的控制频率下, 干涉条纹相位漂移不超过±0.04个条纹周期, 满足干涉光刻的曝光需求.

为研制高频响、可记录数字伺服控制系统，以倍福的微型工控机和AD,DA 模块为主要硬件，以TwinCAT 为实时操作系统，以倍福的可编程控制器(PLC)为数字伺服控制编程语言，基于C#开发数字伺服控制系统界面。所设计的双路伺服控制系统具有良好的实时性、稳定性，数据更新周期为50 μs，输入输出延迟为150 μs，可不丢点记录各通道数据。内含扫频信号源，波形包括方波、三角波、正弦波，也可以用来测试系统频响。基于TwinCAT 开发的数字伺服控制系统频响高，工作稳定，可用于各类液压伺服控制系统，也可用于系统特性测试。

为了在硬件有限的条件下测试微纳卫星姿态控制软件的实时控制性能, 建立了微纳卫星姿态控制软件实时测试系统, 并使用该系统对微纳卫星姿态控制软件进行了测试实验。根据卫星姿态动力学与运动学、轨道环境信息与姿态控制算法数学模型, 在PC机上设计开发了微纳卫星模拟飞行平台。使用控制器局域网络(CAN)和串口建立了连接星载计算机与PC机微纳卫星模拟飞行平台的高效通讯链路, 并对姿态控制软件主程序进行必要的修改。最后, 基于该实时测试系统完成了星载计算机上姿态控制软件的实时控制性能测试实验。实验结果表明: 姿态控制软件在星箭分离后18 446 s完成初始控制阶段并进入偏置对地三轴稳定模式, 实现了微纳卫星的稳态控制目标。偏置对地三轴稳定模式中卫星最低单轴姿态精度与角速度稳定度分别优于±1.86°和±0.048(°)/s, 满足该模式控制精度与收敛时间的要求。

为了降低四频差动激光陀螺（FMDLG）零偏对外界因素影响的敏感性，采用了最佳工作点实时控制技术。该技术使用色散平衡和稳频偏置的方法，对增益区磁场和失谐频率进行小幅度正弦调制，在FMDLG输出零偏中解调出误差信号，经负反馈控制回路使FMDLG在对外界干扰敏感性最小的唯一最佳工作点下工作。与仅使用光强差进行稳频的传统方法相比，最佳工作点控制技术大大降低了FMDLG的磁敏感度和零偏稳定性，证实了FMDLG最佳工作点实时控制技术的有效性；静态、动态测试实验结果证明了该技术的正确性。

基于分光棱镜的光学耦合系统,设计了激光引信仿真系统.该系统通过将准直整形后的发射机窗口输出的激光束耦合进入校准夹具的光学系统中，通过光开关和程序控制的电控可变衰减器实时地模拟光束经过目标反射引起的光强衰减，最后将衰减后的光信号馈入激光引信的接收机窗口.该设计能够较为准确地模拟激光引信在交会过程中的回波光功率大小，并可实时地仿真激光引信各通道的回波信号，从而可以在实验室内验证激光引信信号处理系统的可靠性.

提出一种基于DuaI-Ported RAM(DPRAM)的凹球面网栅激光直写实时控制方法.采用计算机与PMAC双CPU主从并行、双向通讯和即存即取的控制方法,开发了多层嵌套并行工作程序,使计算机与PMAC实时处理、交换、显示大量控制参数和状态信息,实现了实时控制激光直写凹球面网栅.在口径200 mm、半径150 mm的涂覆感光胶玻璃凹球面基底上,激光直写出了100 μm周期网栅.微米级读数显微镜测量结果表明,网栅均匀,周期误差小于±3%,达到设计要求.

工作点控制是实用型开环光纤陀螺必须解决的技术问题,为此提出了全数字开环光纤陀螺工作点控制方案.在不增加硬件的情况下,通过提取陀螺信号中的二、四次谐波幅值获得陀螺工作点信号,并作为控制输入量,调整调制信号的幅度,实现对陀螺工作点的实时控制.实验表明,该方案在宽温度范围内使陀螺工作点稳定性达到1.16×10-3,偏差为3.1×10-4,在-40℃到60℃范围内的启动时间小于10s.