提出一种交叉耦合结构混沌信号源电路, 通过建立非线性混沌模型证明交叉耦合电路满足混沌振荡的条件。将电路拆分成 2个互补的两级混沌电路, 基于左右两边互补特性分析了交叉耦合混沌电路稳定性提升的机制。通过改变输出端口阻抗, 对混沌吸引子和输出信号频谱进行仿真和测试, 结果表明: 交叉耦合混沌电路维持稳定混沌状态的输出端口阻抗由常规混沌电路的 500 Ω以上降为 80 Ω以下, 稳定性提升 6倍以上; 输出混沌信号频谱分三段覆盖 1.5~11.4 GHz频段, 较常规电路提升 50%以上。

为了解决激光干扰电荷耦合光电探测器时饱和面积与激光功率关系曲线不符合传统“水桶”模型预测规律的问题, 利用激光干扰电荷耦合光电探测器饱和面积随激光功率增加的非线性模型, 提出非线性主要产生于两方面: 由光注入产生的光生载流子由于电子空穴对的复合导致载流子浓度呈非线性增长; 电荷耦合光电探测器的沟道结构导致一些高于势阱存储容量的电子未被势阱吸收而被泄露, 从而造成干扰的非线性。取得了连续激光辐照电荷耦合器件干扰实验数据, 并利用非线性模型对实验数据进行了拟合。结果表明, 473nm,532nm,632.8nm和1064nm激光干扰电荷耦合器件实验数据与拟合数据平均相对误差分别为7%,5%,5%和7%, 说明了所提出的非线性模型在描述激光辐照电荷耦合器件干扰规律时是有效的。该研究有助于为激光干扰电荷耦合器件实验提供理论指导和预测。

提供了一种应用于高电子迁移率晶体管(HEMT)的非线性紧凑模型。该模型针对传统的EE-HEMT模型理想缩放规律不准确的问题，提出采用一元函数拟合、二元曲面拟合方法，对其尺寸缩放和温度缩放规律进行修正。修正后的非线性模型可以准确地模拟HEMT器件的直流I-U、S参数和大信号特性。并将该模型应用于一款0.25?μm栅长的GaAs pHEMT工艺，对比不同尺寸的器件在高低温条件下模型仿真结果和实测结果，两者吻合良好，验证了该模型的准确性。

在低照度成像的短波红外相机中, 像元响应存在非线性问题。为了克服传统的神经网络自适应校正方法只能进行线性校正的不足, 提出了一种基于非线性模型的 BP神经网络非均匀性校正算法, 针对单一像元通过隐含层多神经元拟合像元校正曲线, 有效降低拟合误差, 并通过实验验证了算法的合理性。结果表明, 改进算法在图像的局部非均匀性, 粗糙度方面相较于传统算法分别降低了 27%和 28%, 非线性响应像元校正曲线拟合误差降为传统算法的 30%。

为了精确地反映相机的几何成像关系, 本文基于简化的Brown模型和改进的BFGS （Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno）算法提出了一种相机自标定方法。该方法首先将线性模型 和畸变模型拟合为非线性模型, 通过线性模型的基本矩阵约束非线性模型参数得到约束方 程; 然后, 提出了适用于非线性内参数约束方程的基于新拟牛顿方程的改进 BFGS 算法并求解了方程内参数。利用提出的模型和算法, 该标定方法能够在较少的迭代次数和有噪声条件下保证标定结果的精度和鲁棒性。有、无噪声情况下的收敛性分析和鲁棒性分析显示: 在噪声不大于±3 pixel 的情况下, 迭代10次即能保证重投影误差小于0.4 pixel。通过标定相机内参数并计算重投影误差进行了真实图像实验, 结果表明: 标定精度误差小于0.06%, 重投影误差为0.35 pixel, 验证了提出方法的有效性。 该方法适用于计算机视觉领域中的图像处理, 模式分类和场景分析等。

为了进一步提升高光谱图像的解混精度, 提出一种基于回溯优化的高光谱图像后非线性解混算法。在后非线性混合模型的基础上, 以观测图像与重构图像之间的重构误差为目标函数, 使用回溯搜索算法在解空间搜索使目标函数取得极小值的最优解。在搜索过程中, 利用回溯搜索算法的边界控制机制有效保证了高光谱图像解混过程中的约束条件, 进而有效实现了对解混丰度值和非线性参数的精确估计。针对合成高光谱图像和真实高光谱遥感图像的解混实验表明, 文中算法具有优异的解混性能, 所达到的解混精度显著优于现有非线性高光谱图像解混算法。

采用直接功率注入法，在1 MHz~2 GHz频率范围的传导电磁干扰下，测试获得了低压差线性稳压器的传导电磁抗扰度。针对抗扰度仿真预测，提出了一种以Taylor级数表示的非线性系统和以线性滤波器表示的线性系统的级联模型，同时对于测试系统中分立器件采用传统集**数方法建模，最终实现低压差线性稳压器的传导电磁干扰仿真。仿真结果表明，模型在1 MHz~2 GHz范围内预测的抗扰度和测试数据具有很好的一致性。

针对以金字塔构型控制力矩陀螺(CMG)为执行机构的敏捷小卫星开展了先进机动控制算法的研究。在考虑控制力矩陀螺力矩约束及增量约束情况下, 设计了基于非线性模型预测控制(NMPC)方法的卫星姿态快速机动控制律及操纵律。通过多种仿真分析了控制器设计参数变化对卫星姿态机动的影响, 并与终端滑模控制方法进行了比较。实验结果表明, 增大跟踪性能加权矩阵或延长预测时域均可以提高卫星姿态机动速度, 缩短卫星姿态机动时间。设计的控制方法能够使卫星姿态在18 s内实现40°的大角度快速机动, 姿态指向精度和稳定度分别为0.01°和0.04(°)/s, 与终端滑模控制方法相比, 机动速度及稳态性均得到提高。本文方法为敏捷小卫星的在轨应用方式提供了理论支撑。