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新型轻量化可见光光谱仪成像系统研究与分析

光谱学与光谱分析 2015年第2期35卷 568-572页

作者：沈满德李飞周利兵李程任欢欢姜清秀武汉纺织大学电子与电气工程学院湖北武汉430073

利用衍射光学元件消色差和对波面进行任意整形及自由曲面光学元件校正像差的特性,将衍射光学元件和自由曲面光学元件应用于传统可见光光谱成像光谱仪成像系统中,提出了一种新型的可见光光谱成像光谱仪成像系统,基于衍射光学元件独特的... 详细信息

利用衍射光学元件消色差和对波面进行任意整形及自由曲面光学元件校正像差的特性,将衍射光学元件和自由曲面光学元件应用于传统可见光光谱成像光谱仪成像系统中,提出了一种新型的可见光光谱成像光谱仪成像系统,基于衍射光学元件独特的负色散特性,用一片折射/衍射混合光学元件代替传统的双胶合透镜来实现消色差,基于自由曲面光学元件的多自由度特性,在系统中引入两个自由曲面光学元件对系统中的像差进行有针对性的校正,针对具体的设计实例给出了详细的设计步骤,设计结果表明,在相同的参数指标前提下,新型系统仅为4片式结构,和传统系统相比,重量减轻22.9%,总长缩短26.6%,最大口径减小30.6%,调制传递函数值最大提升为1.0视场,调制传递函数值提高0.35,最大畸变减小1.6%,最大垂轴像差减小56.4%,轴向色差减小59.3%,新型系统各方面的性能都得到了较大的改进,为现代高性能、轻小型可见光光谱成像光谱仪成像系统设计提供了一种新的途径。

关键词：可见光谱光谱仪轻量化

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基于固定校正镜的折衍共形光学系统设计

强激光与粒子束 2012年第6期24卷 1353-1356页

作者：沈满德武汉纺织大学电子与电气工程学院武汉430073

设计了一个大扫描视场的折衍混合红外共形光学系统,共形成像系统工作波段为3.7～4.8μm,相对孔径为1/2,焦距为120mm,扫描视场为±40°。由于共形光学系统具有大偏心、大倾斜光学特性,像差校正难度较大,设计中采用固定校正镜和折衍混合... 详细信息

设计了一个大扫描视场的折衍混合红外共形光学系统,共形成像系统工作波段为3.7～4.8μm,相对孔径为1/2,焦距为120mm,扫描视场为±40°。由于共形光学系统具有大偏心、大倾斜光学特性,像差校正难度较大,设计中采用固定校正镜和折衍混合混合结构校正了共形光学元件的像差,引入了非球面和衍射面有效消除了各个扫描视场的像差。设计结果表明:光学系统光阑与探测器冷光阑重合,满足100%冷光阑效率。在±40°扫描视场范围内,共形光学系统的光学传递函数曲线接近衍射极限,成像良好。

关键词：光学设计红外光学衍射光学固定校正镜

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一种实现双光谱宽温探测的红外物镜设计

光子学报 2014年第4期43卷 123-126页

作者：沈满德李程任欢欢姜清秀武汉纺织大学电子与电气工程学院武汉430073

利用折射/谐衍射结构设计了超宽温范围内的被动式消热差红外物镜系统.该系统由三片镜子组成,使用锗和硒化锌两种材料,引入一个非球面和一个谐衍射面,实现了消热差、消色差和结构简单轻量化.实验结果表明：在焦距为54.68mm,-120-100℃温... 详细信息

利用折射/谐衍射结构设计了超宽温范围内的被动式消热差红外物镜系统.该系统由三片镜子组成,使用锗和硒化锌两种材料,引入一个非球面和一个谐衍射面,实现了消热差、消色差和结构简单轻量化.实验结果表明：在焦距为54.68mm,-120-100℃温度范围内,系统可以在3.8-4.2μm和8.8-11.2μm光谱范围同时工作,且光谱范围的调制传递函数分别优于0.42和0.35,成像质量良好,适用于像元尺寸为30μm、像元数320×240的红外双色探测器.

关键词：光学设计红外光学系统减热差混合双色

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高分辨率中红外温度自适应夜视成像系统

强激光与粒子束 2013年第5期4卷 1144-1146页

作者：沈满德武汉纺织大学电子与电气工程学院武汉430073

针对现代最先进的像元尺寸为15μm、像元数640×480的中红外焦平面大面阵探测器,设计了一种全球面轻小型高分辨率温度自适应夜视成像系统,系统工作波段为3～5μm,全视场角为8.58°,相对孔径为1/2,焦距为80mm,四片式结构,使用锗、硒化锌... 详细信息

针对现代最先进的像元尺寸为15μm、像元数640×480的中红外焦平面大面阵探测器,设计了一种全球面轻小型高分辨率温度自适应夜视成像系统,系统工作波段为3～5μm,全视场角为8.58°,相对孔径为1/2,焦距为80mm,四片式结构,使用锗、硒化锌和硅三种材料,系统采用全球面结构,避免了以往该种系统中使用衍射面或非球面,大大降低了加工检测难度且成本低。设计结果表明,该高分辨率温度自适应夜视成像系统具有结构简单、体积小、分辨率高、成像质量高等特点,满足设计要求,可用于机载光电探测和跟踪系统。

关键词：成像系统光学设计红外镜头机载高分辨率

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折衍混合光学系统超宽温消热差设计

强激光与粒子束 2012年第8期24卷 1789-1792页

作者：沈满德武汉纺织大学电子与电气工程学院武汉430073

利用折衍混合结构设计了超宽温范围内的光学被动式消热差Petzval物镜,系统工作波段为3.2～4.5μm,视场角为8.42°,焦距为95 mm,后工作距为60.5 mm。使用锗和硅两种材料,引入了2个非球面和1个衍射面,实现了消热差和结构简单轻量化,该系统... 详细信息

利用折衍混合结构设计了超宽温范围内的光学被动式消热差Petzval物镜,系统工作波段为3.2～4.5μm,视场角为8.42°,焦距为95 mm,后工作距为60.5 mm。使用锗和硅两种材料,引入了2个非球面和1个衍射面,实现了消热差和结构简单轻量化,该系统在-80～200℃范围内,调制传递函数(MTF)优于0.7,接近衍射极限,成像质量良好,该系统适用于像元尺寸为35μm、像元数320×240的非制冷红外焦平面阵列探测器。

关键词：光学设计红外光学系统衍射光学减热差

偏置调幅波调制下的单模激光光强关联函数随时间的演化（英文）

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光子学报 2014年第11期43卷 80-83页

作者：叶庆武汉纺织大学电子与电气工程学院武汉430073

采用线性近似法计算了单模激光损失模型在输入偏置信号的调幅波时的光强关联函数C(t).发现光强关联函数C(t)随时间t的演化存在多种变化形式(不规则周期递增、递减等多种振荡形式).结果表明:当a0=0.1时,出现平坦的不规则周期性振荡;低频... 详细信息

采用线性近似法计算了单模激光损失模型在输入偏置信号的调幅波时的光强关联函数C(t).发现光强关联函数C(t)随时间t的演化存在多种变化形式(不规则周期递增、递减等多种振荡形式).结果表明:当a0=0.1时,出现平坦的不规则周期性振荡;低频调制信号频率Ω可调整不规则周期振荡的周期;量子噪音强度Q和高频载波信号频率ω能改变曲线C(t)的初始值和周期.

关键词：单模激光噪音光强关联函数调幅波

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基于优化三矢量模型预测的并网逆变器控制

电力电子技术 2025年第1期59卷 1-4,20页

作者：易磊刘芃芃华中科技大学电气与电子工程学院湖北武汉430074

相比传统d,q轴解耦控制方式,并网逆变器三矢量模型预测电流控制(3V-MPCC)稳态性能好,动态响应快,但存在计算量大的缺点。为此,本文提出一种基于期望扇区选择的优化三矢量模型预测电流控制(03V-MPCC)算法。首先介绍传统3V-MPCC,然后提出... 详细信息

相比传统d,q轴解耦控制方式,并网逆变器三矢量模型预测电流控制(3V-MPCC)稳态性能好,动态响应快,但存在计算量大的缺点。为此,本文提出一种基于期望扇区选择的优化三矢量模型预测电流控制(03V-MPCC)算法。首先介绍传统3V-MPCC,然后提出令预测电流为期望电流,根据无差拍控制原理快速确定期望扇区的优化算法。最后搭建以STM32F407VET6为核心的实验平台进行验证。结果表明:所提算法有良好的稳态与动态控制性能,同时大幅缩短了算法执行时间。

关键词：逆变器优化三矢量模型预测电流控制无差拍控制

轻小型折射/衍射混合自由曲面塑料微光夜视仪物镜设计

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红外与激光工程 2014年第1期43卷 160-165页

作者：沈满德李程任欢欢姜清秀李飞武汉纺织大学电子与电气工程学院湖北武汉430073

微光夜视仪是飞行员夜间行驶的重要观瞄、导航设备,物镜是微光夜视仪的重要组成部分。文中在一个6片式初始镜头的基础上,设计了一个传统的全球面式物镜,并提出了一种改进型的折射/衍射混合自由曲面塑料物镜结构,给出了详细的设计步骤并... 详细信息

微光夜视仪是飞行员夜间行驶的重要观瞄、导航设备,物镜是微光夜视仪的重要组成部分。文中在一个6片式初始镜头的基础上,设计了一个传统的全球面式物镜,并提出了一种改进型的折射/衍射混合自由曲面塑料物镜结构,给出了详细的设计步骤并对两个系统进行了像质评价,对比分析了两个结构的性能,结果表明,改进型系统不仅在垂轴色差、畸变、像散、调制传递函数等光学性能上优于传统的全球面式物镜,而且在重量、总长以及最大口径方面也有大大改善,设计满足微光夜视仪物镜成像要求,并实现了物镜的轻小型和低成本,为现代新型微光夜视仪物镜的轻小型设计提供了一种新的途径。

关键词：微光夜视仪轻量化小型化

基于多数据融合的水电机组劣化趋势概率区间预测

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水电能源科学 2025年第2期43卷 201-205页

作者：王淑青翟宇胜胡文庆盛世龙刘东湖北工业大学电气与电子工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室湖北武汉430068 武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 华北水利水电大学能源与动力工程学院河南郑州450045

传统的基于单一测点的预测模型无法全面反映水电机组的健康状态,这导致难以实现机组劣化状态的准确评估。对此,提出了一种基于多测点数据融合与概率区间预测的水电机组劣化趋势预测模型。首先,选取机组不同测点在各工况下健康运行的数... 详细信息

传统的基于单一测点的预测模型无法全面反映水电机组的健康状态,这导致难以实现机组劣化状态的准确评估。对此,提出了一种基于多测点数据融合与概率区间预测的水电机组劣化趋势预测模型。首先,选取机组不同测点在各工况下健康运行的数据构成数据集,采用期望最大化—高斯混合模型(EM-GMM)拟合机组健康运行状态下的各监测量的概率密度分布;然后,计算待估样本在给定机组健康状态分布下的负对数似然概率,以作为劣化度指标;其次,采用熵权法计算各测点劣化度指标的权重,通过加权得到综合劣化度指标;最后,为确保预测结果的可靠性,利用多目标遗传算法(MOGA)优化高斯过程回归(GPR)模型代替传统的点预测模型,并使用不同的预测模型进行对比和评估,证明本文提出的模型具有更高的预测精度。

关键词：水电机组多数据融合 EM-GMM健康模型劣化度指标熵权法概率区间预测模型

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