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模糊PID控制的恒星光谱模拟被引量：2: 2023年; 针对目前基于数字微镜(Digital Micromirror Device,DMD)的光谱模拟中,光谱模拟单元具有不同偏态性质且存在非线性调制等特点,提出了一种适用于多种色温调制的基于模糊PID控制的恒星光谱模拟方法。构造了DMD工作矩阵、光谱调制权重矩阵、光谱分布函数矩阵以及目标光谱矩阵,建立了基于DMD的光谱模拟数学模型;然后,研究了基于遗传算法优化BP神经网络的光谱分布函数拟合算法,在400~800 nm的峰值波长内实现了光谱分布函数拟合;提出了一种基于模糊PID控制的光谱模拟算法,选择模糊集合与隶属度函数,制定了模糊推理以及解模糊化规则。仿真分析了模糊PID控制器性能,结果表明与PID控制相比,模糊PID控制的超调量减小90.7%,调节时间缩短了69.4%。最后,实验验证了3000~11000 K色温光谱分布曲线的模拟精度,结果表明:光谱模拟误差优于±4.21%;相较于PID控制,模糊PID控制在3000,6500以及11000 K色温的最大光谱模拟精度分别提高了2.31倍,1.71倍和2.02倍。所提出的方法可以进一步提升光谱模拟精度,为高精度星敏感器的地面标定提供理论与技术基础。; 张宇付跃刚张健赵斌张国玉; 关键词：光谱模拟模糊控制数字微镜 BP神经网络算法

恒星星图与宇宙背景辐射叠加显示方法: 本发明公开了恒星星图与宇宙背景辐射叠加显示方法，涉及动态星图模拟技术领域，其技术方案是：包括恒星星图与宇宙背景辐射显示方法，恒星星图与宇宙背景辐射显示方法输出端连接有动态星图与宇宙背景辐射复合模拟原理，动态星图与宇宙背景...; 赵斌张宇张国玉杨松洲杨俊杰任太阳张健徐达孙景睿刘石运志坤

可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法: 2023年; 针对目前标准散射体定标存在定标时间长、定标后通用性差、定标结果无法溯源到气象光学视程(MOR)定义等问题,提出了一种可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法,确定了一种标准散射体多角度同步定标光学系统架构,优化设计了照明光学系统与光场测量光学系统。照明光学系统的均匀性为98.53%,发散角为1.48°;光场测量光学系统的散射角度测量范围为20°~50°,散射角度分辨率为1°,周视角度分辨率为2°。研究了一种基于先验光场分布的定标系统能量校准方法,利用标准朗伯散射体仿真定标系统的能量校准误差,其中散射角度为31°时周视平均相对误差最大,为2.28%。据此,基于理想2700 K色温白炽灯的光谱分布仿真验证了可溯源至MOR定义的标准散射体定标方法的定标精度。结果表明:标准朗伯散射体散射角度20°~50°所表征的MOR量值范围为6.54~45.74 m,符合世界气象组织对MOR的定义,最大绝对误差为-2.41 m,优于国际民航组织规定的前向散射仪测量精度要求的1/10,为可溯源至MOR定义的标准散射体定标提供理论基础和技术支持。; 牛政杰张健张国玉张健张国玉赵斌杨俊杰任太阳赵斌张建良

基于超广角成像的粗糙面反射光场测量方法: 2023年; 针对目前“扫描式”反射光场测量系统依赖复杂机械装置、测量效率低以及“照相式”反射光场测量系统测量角度范围小等问题,提出一种基于超广角成像的粗糙面反射光场测量方法。分析了粗糙面反射光场测量原理,优化设计了折反射超广角成像光学系统,实现了天顶角范围0~54°的周视反射光场测量;校准了反射光场测量系统的空间关系与光场强度,校准后反射光场测量最大相对误差为4.12%,周视反射光场测量平均相对误差最大为2.06%;通过模拟Labsphere Permaflect-80漫反射板、WhiteOptics-DF60漫反射板和美国ACA镜面铝板3种粗糙面的反射光场测量结果,证明了所提表面反射光场测量方法的可行性,丰富了粗糙表面反射光场的测量手段,为对材料表面光学反射特性与损伤等的测量、模拟与重构提供了研究基础与技术支撑。; 段宗涛张健张国玉张健张国玉赵斌莫晓旭运志坤赵斌郭佳; 关键词：双向反射分布函数

可实现非对称照明的自由曲面光学系统设计: 2024年; 基于最优传输理论的光线映射方法,针对非对称的照明的光学系统设计需求,以光源到辐照面距离为20 mm,在范围50 mm×50 mm范围内实现字母“JL”为目标,计算了面向零扩展度光源自由曲面光学系统初始参数,在此基础上利用LightTools软件优化设计并仿真分析了面向零扩展度光源和扩展光源的自由曲面光学系统,结果表明:面向零扩展度光源时,自由曲面直径为86.52 mm,光源与自由曲面距离为34 mm,在辐照面上可以实现字母“JL”的照度分布调控;面向直径为10 mm的扩展光源时,自由曲面直径为435.16 mm,光源与自由曲面距离为242 mm时,在辐照面上可以实现字母“JL”的照度分布调控,说明所设计系统可以实现非对称照明分布调控,有效的提高了自由曲面光学系统的设计效率。; 吕佳博张健杨东澎杨俊杰赵斌孙景睿任太阳张宇莫晓旭侯天野; 关键词：自由曲面光学设计

硅基液晶投影系统的LED光源照明系统设计被引量：1: 2014年; 硅基液晶(LCOS)空间光调制器件的特点是反射光成像,要求照明光束发散角小,均匀性好。对此,设计了由抛物型反光碗、复眼透镜、偏振分光棱镜、聚光镜等组成的用于LCOS的照明系统,对抛物反光碗以及复眼透镜各参数的设计原理做了详细分析,具体包括光源出射角度,光源的总体长度,所需均匀照亮的尺寸,抛物反光碗各参数对出射角度的影响,其实现原理主要包括复眼透镜匀光理论。设计要求光源出射角度小于10°,总体长度为220 mm,均匀照明面积为20 mm×20 mm,最后给出聚光透镜组的设计结果,使光线聚焦到LCOS表面,照度值要达到0.35 lx/m2,其不均匀度在15%以内。进一步使用Lighttools软件,对其进行仿真,由照度曲线图和照度栅格图可知,设计结果满足设计要求。; 赵斌张国玉陈启梦张健王国名; 关键词：光学设计硅基液晶

基于地球模拟器LED光源反光碗的设计: 2014年; 结合恒星模拟器的需要,使用LED光源,设计特定光强的照明系统。要求达到需要的光强分布。以此模拟色温为7000K的恒星,用于敏感器的标定。本文结合非成像光学理论,设计反光碗,对LED组进行配光整形,合成需要的配光曲线。使用4个LED光源芯片,反光碗口径为600mm。应用lighttools软件,建模仿真,得到仪器的配光曲线,与参考曲线进行对比,误差小于15%。; 赵斌张国玉

视锥筛选星图生成方法: 本发明公开了视锥筛选星图生成方法，涉及星图生成技术领域，其技术方案是：具体步骤如下：S1、视锥确定：将星敏感器的视场边界线绕星敏感器的视轴旋转形成的回转体定义为视锥，同时获取宇宙背景辐射图像；S2、视锥筛选：本发明的有益...; 张宇赵斌张国玉杨松洲任太阳杨俊杰张健孟遥孙高飞孙景睿运志坤

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赵斌