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波片快轴角对空间调制偏振测量精度的影响

光学学报 2024年第16期44卷 163-170页

作者：张新新宁天磊刘丽辉李艳秋北京理工大学光电学院北京100081 北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

空间调制偏振仪中光子空间分布特征与偏振信息的映射关系对检测的准确性有直接影响,而该映射关系由光学元件的Mueller矩阵决定。系统分析了波片快轴角度对空间调制偏振测量精度的影响,采取仪器矩阵条件数优化的方法确定最佳波片快轴角度... 详细信息

空间调制偏振仪中光子空间分布特征与偏振信息的映射关系对检测的准确性有直接影响,而该映射关系由光学元件的Mueller矩阵决定。系统分析了波片快轴角度对空间调制偏振测量精度的影响,采取仪器矩阵条件数优化的方法确定最佳波片快轴角度,进一步从仿真和实验两个方面进行验证,结果表明,波片快轴设置为水平状态时检测精度最高且最稳定。该工作为弱光场的高精度偏振检测提供了理论和实验依据。

关键词：测量空间调制弱光场 Stokes矢量波片快轴角偏振检测

面向高超声速滑翔目标的多模型多意图融合轨迹预测

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宇航学报 2024年第2期45卷 167-180页

作者：李佳丽郭杰唐胜景北京理工大学宇航学院北京100081 飞行器动力学与控制教育部重点实验室(北京理工大学) 北京100081

针对高超声速滑翔目标速度快、机动强导致轨迹预测精度低且窗口有限的问题,提出了一种多模型多意图融合轨迹预测方法。首先从目标的控制规律出发,构建了纵向、侧向解耦的时变预测模型集,以升力参数、阻力参数与倾侧角幅值为特征参数,通... 详细信息

针对高超声速滑翔目标速度快、机动强导致轨迹预测精度低且窗口有限的问题,提出了一种多模型多意图融合轨迹预测方法。首先从目标的控制规律出发,构建了纵向、侧向解耦的时变预测模型集,以升力参数、阻力参数与倾侧角幅值为特征参数,通过最小二乘法与高斯假设设计纵向模型;以倾侧角符号为特征参数,针对攻击意图、规避禁飞区以及C/S型机动等典型动作设计侧向模型。然后考虑意图距离、航向角与规避禁飞区等因素设计意图代价函数,基于贝叶斯理论推导预测模型与意图的后验概率递推公式,通过多机动模式、多意图的双层次融合提高轨迹预测准确性与鲁棒性。仿真结果表明,该方法能够应对高超声速滑翔目标的复杂机动,有效提高了长时轨迹预测精度。

关键词：高超声速滑翔飞行器轨迹预测机动模式推断意图推断贝叶斯理论

CdS纳米棒/含Ni多钨氧酸盐光催化苯硫酚氧化偶联耦合制氢

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 312-321页

作者：任梦真刘天府董媛媛李正杨嘉新刁振恒吕红金杨国昱北京理工大学化学与化工学院原子分子簇科学教育部重点实验室光电转换材料北京市重点实验室北京102488 长春工业大学化学工程学院吉林长春130012

二硫化物是生物和药学有机分子合成的重要中间体,并已广泛用于蛋白质功能化、药物传递系统和智能材料等领域.然而,在传统的合成策略中,常使用昂贵或者有毒的有机氧化剂,这不仅增加了合成成本并造成环境污染,而且合成过程中容易出现选择... 详细信息

二硫化物是生物和药学有机分子合成的重要中间体,并已广泛用于蛋白质功能化、药物传递系统和智能材料等领域.然而,在传统的合成策略中,常使用昂贵或者有毒的有机氧化剂,这不仅增加了合成成本并造成环境污染,而且合成过程中容易出现选择性差、过度氧化等问题.光催化硫醇/硫酚氧化偶联生成二硫化物是一种环境友好的生产路线,但存在催化活性低以及光生载流子不完全利用等问题.因此,开发一种环境友好、成本低廉以及光生电子-空穴高效利用的光催化体系,用于催化硫醇/硫酚氧化偶联并耦合制氢,具有重要的基础研究意义和潜在应用价值.本文构筑了一种Ni_(4)P_(2)/CdS耦合光催化体系,该耦合体系由硫化镉纳米棒(CdS NRs)和含镍的多钨酸盐(Na_(6)K_(4)[Ni_(4)(H_(2)O)_(2)(PW_(9)O_(34))_(2)]·32H_(2)O,简称Ni_(4)P_(2))组成.在光催化氧化4-甲氧基苯硫酚(4-MTP)偶联生成二硫化物的同时,能够释放出氢气,并展现出较好的反应活性.反应4 h后,4-MTP的转化率高达98.39%,二硫化物的选择性为95.0%,二硫化物的收率达24.45μmol,H_(2)的收率为25.96μmol.该耦合体系还展现出了良好的普适性,以–NH_(2),–C_(2)H_(5),–CH_(3),–Cl和–F作为取代基,取代4-甲氧基苯硫酚中的甲氧基并作为底物进行反应,生成相应二硫化物的选择性均超过97%.透射电子显微镜(TEM)和高分辨率X射线光电子能谱(XPS)结果表明,CdS NRs在反应前后形貌保持不变,稳定性较好.X射线光电子能谱表征发现,反应后的CdS NRs表面没有检测到Ni元素的XPS信号峰,说明Ni_(4)P_(2)催化剂附着在CdS NRs的表面,并且能够在反应过程中保持分子的完整性.红外光谱进一步证实了析氢催化剂Ni_(4)P_(2)催化剂的稳定性.此外,荧光光谱、寿命衰减以及光电流测试等系列实验结果表明,CdS NRs与Ni_(4)P_(2)之间存在协同作用,Ni_(4)P_(2)的存在明显地促进光生电子-空穴对的分离和迁移.通过一系列对比实验,证实了可见光在反应中的必要性,以及电子和空穴在反应过程中的关键作用.通过顺磁共振(EPR)检测到了•SC_(6)H_(4)(OCH_(3))自由基中间体的存在,证实了偶联产物是通过硫中心自由基生成的.EPR测试还显示,加入Ni_(4)P_(2)催化剂后,自由基中间体信号增强,进一步验证了Ni_(4)P_(2)可以促进光生电子-空穴对的分离和迁移.基于上述实验和表征结果,我们提出了以下反应机理:在可见光的照射下,4-MTP被空穴氧化脱氢,生成•SC_(6)H_(4)(OCH_(3))自由基.随后,两个•SC_(6)H_(4)(OCH_(3))自由基偶联生成二硫化物.同时,Ni_(4)P_(2)捕获活性氢物种,促进了氢气的析出,最终实现了4-MTP氧化偶联生成二硫化物并耦合制氢的光催化循环.综上所述,本研究成功构筑了Ni_(4)P_(2)/CdS光催化反应体系,实现了有机底物4-MTP的氧化增值与催化制氢的耦合反应.该体系不仅显示出良好的催化活性,还具备较好的稳定性和普适性,为太阳能驱动下的化学转化提供了有效的途径,并为太阳能的可持续利用提供了参考.

关键词：脱氢偶联多金属氧酸盐硫化镉析氢光催化

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田字型四孔径红外仿生复眼的目标定位

光学精密工程 2024年第12期32卷 1836-1848页

作者：陈颖罗琳金伟其郭宏赵思源杨建国北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081

为了探索仿生复眼在目标定位领域的应用,以视场部分重叠的“田”字型四孔径红外仿生复眼成像系统为基础,对其空间目标定位的方法进行研究。根据四个子孔径的空间分布关系分析了“田”字型四目立体视觉的成像过程,和各子孔径与世界坐标... 详细信息

为了探索仿生复眼在目标定位领域的应用,以视场部分重叠的“田”字型四孔径红外仿生复眼成像系统为基础,对其空间目标定位的方法进行研究。根据四个子孔径的空间分布关系分析了“田”字型四目立体视觉的成像过程,和各子孔径与世界坐标系之间的转换关系,并推导出四孔径红外仿生复眼的空间目标定位方法,提出了多孔径约束下的逆成像光路定位方法,使用交错法和点向法解算待定位的目标点坐标;通过对现有四孔径红外仿生复眼实验系统的标定,确定了四个孔径的相对位姿,进而进行了四孔径系统及其部分双孔径子系统的空间目标定位实验,结果表明:相似的孔径空间分布下,“田”字型四孔径对2720 mm距离处的目标的定位误差为40 mm,双目定位的误差为76 mm,四孔径定位相比双目定位的误差减小约一半,能更精确地定位目标。系统在1750 mm处的定位误差不超过2%,水平方向定位精度高于垂直方向。

关键词：红外仿生复眼田字型四孔径目标定位交错法点向法

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一种考虑球体变形的钨球侵彻低碳钢深度计算模型

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兵工学报 2024年第5期45卷 1625-1636页

作者：刘铁磊王晓锋徐豫新李永鹏张健北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

为了研究钨球在高速撞击下的变形行为对侵彻效果的影响,对钨球侵彻半无限低碳钢靶进行试验研究,得到<1600 m/s冲击速度下钨球变形特征和靶板侵彻深度随冲击速度的变化规律。在此基础上构建钨球侵彻塑性变形模型。将钨球变形模型和球形... 详细信息

为了研究钨球在高速撞击下的变形行为对侵彻效果的影响,对钨球侵彻半无限低碳钢靶进行试验研究,得到<1600 m/s冲击速度下钨球变形特征和靶板侵彻深度随冲击速度的变化规律。在此基础上构建钨球侵彻塑性变形模型。将钨球变形模型和球形空腔膨胀阻力模型相结合,建立钨球变形侵彻深度计算模型。对比不同撞击速度下钨球变形侵彻模型、刚性侵彻模型的计算结果。对比结果表明,变形侵彻模型能够更加准确地计算钨球对半无限靶的侵彻深度,计算结果与试验相比最大误差20%(正误差15%,负误差5%),精度较刚性侵彻模型提升42.86%。

关键词：钨球低碳钢塑性变形侵彻深度球形空腔膨胀

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基于样本映射与动态Kriging的飞行器离散连续优化方法

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航空学报 2024年第3期45卷 143-159页

作者：李昊达龙腾史人赫叶年辉北京理工大学宇航学院北京100081 北京理工大学飞行器动力学与控制教育部重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401121

针对复杂飞行器系统离散连续混合优化计算成本高、全局收敛性差等问题,提出了一种基于样本映射与动态Kriging的离散连续优化方法(SMDK-DC)。该方法采用Kriging代理模型代替高耗时仿真模型以降低计算成本,并定制一种基于综合曼哈顿距离... 详细信息

针对复杂飞行器系统离散连续混合优化计算成本高、全局收敛性差等问题,提出了一种基于样本映射与动态Kriging的离散连续优化方法(SMDK-DC)。该方法采用Kriging代理模型代替高耗时仿真模型以降低计算成本,并定制一种基于综合曼哈顿距离准则的样本点映射机制,在连续-离散空间内高效生成满足均布性要求的真实样本点。将期望改善度准则与重点采样空间方法相结合,辨识优质新增样本点,持续动态更新Kriging,引导离散连续优化过程快速收敛。标准数值算例测试结果表明,与SOMI、NOMAD等国际同类方法相比,SMDK-DC方法在全局收敛性与鲁棒性方面具有显著优势。使用该方法求解固体火箭发动机多学科设计优化问题,优化方案在满足燃烧室、内弹道等学科约束条件前提下,使得发动机总冲提升12.92%以上,且优化收益较SOMI方法提高1.71%,从而验证了本文工作的有效性与工程实用性。

关键词： Kriging 离散连续混合优化近似优化期望改善度重点采样空间

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非厄米力学系统基本原理与研究进展

力学进展 2024年第1期54卷 1-60页

作者：耿琳琳袁锦波程文胡更开周萧明北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室

非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架,其概念起源于量子力学,借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象,为反常波动与振动调控提供了新思路.本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介... 详细信息

非厄米理论是研究开放系统动力学行为的一种理论框架,其概念起源于量子力学,借助该理论可以揭示出奇异点、手性模态转换、拓扑趋肤效应等新奇现象,为反常波动与振动调控提供了新思路.本文着重以力学的语言对非厄米系统的基础概念进行介绍,阐明经典系统与非厄米系统的关联和扩展关系,并介绍相关前沿研究进展.首先介绍非厄米力学系统中的奇异点、宇称-时间反演对称性等基本概念,并介绍奇异点微扰理论及其在高灵敏度传感等领域的应用机理,之后介绍奇异点附近特征值曲面的拓扑结构,以及环绕奇异点的模态演化规律,最后介绍非厄米力学系统中的拓扑波动行为.

关键词：非厄米系统非保守系统奇异点宇称-时间反演对称非厄米拓扑

基于像素暗噪声估计的EBAPS图像自适应小波阈值降噪

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光学学报 2024年第16期44卷 76-87页

作者：刘璇李炳臻李力金伟其程宏昌北京理工大学光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081 微光夜视技术重点实验室陕西西安710065

电子轰击有源像素传感器(EBAPS)是一种真空-固体混合的高性能微光视频成像器件,国产EBAPS尚处于研究初期,其成像环节会引入各种噪声,而经典常见的降噪算法大多针对高斯噪声,且需要已知噪声方差水平,因此需要研究特定的图像降噪算法。首... 详细信息

电子轰击有源像素传感器(EBAPS)是一种真空-固体混合的高性能微光视频成像器件,国产EBAPS尚处于研究初期,其成像环节会引入各种噪声,而经典常见的降噪算法大多针对高斯噪声,且需要已知噪声方差水平,因此需要研究特定的图像降噪算法。首先,分析EBAPS的噪声特性,包含与信号强度无关的高斯噪声、随信号强度变化的泊松噪声,以及固定噪声。然后,利用EBAPS的暗像素结构特性,提出一种单帧图像的噪声强度估计方法。最后,根据估计出的噪声强度对传统的小波阈值降噪进行改进,根据单帧图像的噪声强度分布提出一种自适应可变阈值。实验结果表明,所提出的方法有效降低了EBAPS图像的随机噪声。

关键词：图像处理 EBAPS 像素暗噪声自适应小波阈值噪声强度估计图像降噪

共混GAP基含能热塑性弹性体的氢键行为与力学性能

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火炸药学报 2024年第4期47卷 365-371页

作者：郑梦泽张宁刘双靳鹏张锡铭刘文皓罗运军北京理工大学材料学院北京100081 高能量密度材料教育部重点实验室北京100081

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固... 详细信息

为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固化的GAP热塑性弹性体和IPDI固化的弹性体显示出不同的氢键行为和力学性能,通过物理共混得到了兼具抗拉强度及断裂延伸率的弹性体,50℃下抗拉强度高于1.5MPa,-40℃下延伸率不低于300%,相较于纯HMDI固化的弹性体,低温延伸率提升了约150%,IPDI固化的弹性体高温抗拉强度提升了约1.4MPa,说明通过共混可得到性能更为均衡的含能热塑性弹性体。

关键词：材料力学聚叠氮缩水甘油醚 GAP 热塑性弹性体氢键行为高分子物理共混高低温力学性能