光学混沌之周期窗口控制技术

本文明确提出一种光学混沌控制技术———周期窗口控制技术及为解决周期窗口难以找寻之困难而开发的相应的周期窗口搜索及定位技术。周期窗口控制技术用于光学系统之混沌控制简便易行，特别适合于在难于增加泵浦光强的混沌光学系统中不须任何附加设备即可获得高强度的非混沌周期输出。本文将其具体应用于光学二次谐波系统混沌控制的计算机仿真实验中。

具有泵浦噪声之光动力学系统自适应控制

以控制具有泵浦噪声的布拉格声光系统为例，研究了利用光动力学系统自适应参考模型控制技术用于控制具有泵浦噪声之光动力学系统的可行性。研究发现，由于此自适应控制技术以受控光动力学系统与其无泵浦噪声参考模型之输出差值作为反馈宗量，进而对光动力学系统之控制参数进行调整，故该技术在泵浦噪声出现时仍可消除光动力学系统控制参数的确定性扰动，因而特别适合于需要光动力学系统之运转稳定在某一具体动力学状态及按预定顺序进行转换情形下的控制。

强多态光学二次谐波信号之发生机理研究

本文对利用光学混沌控制方法之一周期窗口控制法产生强多态光学二次谐波信号进行了研究，并利用计算机仿真对其可行性进行了数值证明，此法克服了以往方法难以获得高强度多态二次谐波输出的缺点，且简便易行。研究发现，此法也特别适合于在难于增加泵浦光强的其它混沌光学系统中不须任何附加设备即可获得高强度的多态输出。

混沌光学系统之快速神经网络自适应控制研究

提出一种用于光动力学系统控制之快速神经网络自适应控制技术。该技术以一前向神经网络作为光动力学系统之系统辨识器，由其与光动力学系统之输出差值对系统控制参数进行调整以达到控制目的，由于神经网络系统辨识器在混沌加速ＢＰ算法的支持下可从光动力学系统输出时间序列进行快速动力学模型重构，因而此控制技术特别适用于对未知动力学表述的光动力学系统进行快速控制。

光动力学系统神经网络系统辨识及自适应控制之性能分析

分析了光动力学系统神经网络常规ＢＰ辨识与混沌加速ＢＰ辨识的异同，并对与二者相应的两种光动力学系统神经网络自适应控制技术的性能进行了比较。在此基础上，本文对光动力学系统神经网络自适应控制系统的设计原则进行了讨论。

混沌光学系统自适应控制研究

本文提出一种用于混沌光学系统控制自适应控制技术。此自适应控制技术以受控混沌光学系统与其动力学模型的输出差值作为反馈控制函数的宗量,由反馈控制函数的输出对混沌光学系统的系统控制参数进行调整以达到控制目的。由于该技术可消除外界因素导致的系统控制参数漂移现象对系统运转的影响,故特别适合于需要混沌光学系统运转稳定在某一具体动力学状态情形下的控制。本文将此技术应用于控制布拉格声光双稳系统的计算机仿真实验中,成功地实现了在发生较大控制参数漂移时仍使布拉格声光双稳系统,运转稳定在任一预定动力学状态上的控制目标。在研究中发现,此自适应技术也可用于使混沌光学系统运转在任意两个状态之间进行转换。

混沌光学系统之前向神经网络系统辨识研究

本文以布拉格声光双稳混沌系统之系统辨识为例，研究了利用前向神经网络对混泡光学系统进行系统辨识的可能性，其计算机仿真实验结果表明，由BP算法支持的三层前向神经网络，在一定的精度范围内，确是一良好的混沌光学系统辨识器，因而可用来处理混沌光学时间序列以进行混沌光学系统的动力学重构。

混沌光学系统之前向神经网络混沌催化混沌系统辨识研究

本文以布拉格声光双稳混池系统之系统辨识为例，研究了利用前向神经网络对混沌光学系统进行快速系统辨识的可能性，其计算机仿真实验结果表明，由静态BP算法训练的三层前向种经网络，在混优催化算法的支持下可克服BP算法训练时间沉长的缺点，在较少的训练次数内即已成为一良好的混沌光学系统辨识器，因而可用来高效率地处理混沌光学时间序列以进行混沌光学系统的动力学重构。

电晕探测紫外ICCD相机图像噪声分析与处理

分析了日盲电晕探测中探测器紫外ICCD相机噪声的构成特性,利用试验方法统计了PROXITRONIC公司第二代紫外ICCD相机不同增益下的光电阴极暗电子发射散粒噪声水平,提出了基于统计数据的阴极噪声的抑制方法,实现了对紫外ICCD相机散粒噪声的抑制。将此方法应用到电晕探测过程,实验结果证明了该方法对图像噪声的抑制有效,保持了相机的动态范围。

电容式位移传感器的线性度标定与不确定度评定

由于光刻投影物镜装调中电容传感器的线性度指标不能够满足位移调节精度的需求,本文提出了一种提高电容传感器测量线性度的方法。该方法采用压电驱动器提供位移进给;采用高精度激光测长干涉仪校准电容传感器的线性度,提供位移反馈以保证运动控制精度。采用高阶曲线拟合方法得到拟合系数对传感器线性度进行在线标定;对标定实验中的环境、安装、机构以及控制等进行不确定度分析与评定以保证电容传感器的线性度测量精度;最后进行电容传感器线性度的标定实验。实验结果表明:本文提出的线性度标定方法能够减小各误差项对于测量结果的影响,标定后传感器线性度由0.047 14%提高至0.004 84%,近一个数量级,并且线性度重复性较高,重复性偏差为0.38nm,全行程内线性度的合成不确定度为5.70nm,能够满足光刻物镜中位移控制精度的需求。

基于动态模糊系统模型的压电陶瓷驱动器控制

针对压电陶瓷驱动器(PZT)的迟滞非线性对周期性超精密跟踪精度的影响,对基于Takagi-Sugeno(T-S)型模糊规则的动态模糊系统(DFS)前馈+PI控制方法进行了研究。介绍了DFS模型前提部分和结论部分的辨识方法;结合直接逆模型控制和迭代学习控制的思想,提出了周期性轨迹跟踪的DFS前馈+PI控制方法。最后,针对20Hz的三角波和正弦波期望轨迹进行了跟踪控制实验。实验结果表明:提出的控制方法对三角波和正弦波期望轨迹的最大跟踪误差分别为0.25%和0.27%,相对于PI控制,跟踪精度分别提高了52倍和64倍,而最大跟踪绝对误差分别降低到5.1nm和5.5nm。结果显示这种控制方法易于实现,周期性轨迹跟踪精度高。

基于可Markov分割混沌系统的图像加密算法

为了设计复杂度高、安全性好而计算代价小的图像密码算法,该文从一类新的具有Markov分割性质的混沌系统出发构造了此算法。首先,通过控制此混沌系统的参数并配合时空混沌系统设计了一个密钥流发生器;然后,利用真随机数发生器产生的随机数来扰动系统的初始密钥,以动态生成图像的置换矩阵和加密密钥流;最后,通过利用不同群中的加法混合运算构造扩散函数以增加破译复杂度,以两轮迭代完成了图像加密过程。实验结果表明,此混沌系统产生的密钥流序列有比较好的统计特征,该算法可以破坏原始图像的特征,使得密文图像难以辨识。进一步分析可知,该算法可以很好地抵抗差分分析等其它已知攻击,效率高于一些基于超混沌系统设计的密码算法。此外,此算法计算简单,安全性高,易于实现,具有良好的应用前景。

大时间热响应常数投影物镜的超高精度温度控制

为满足高分辨率光刻机控制大时间热响应常数投影物镜温度时响应速度和超高精度的要求,设计了前馈——串级水冷投影物镜温控系统。该系统以物镜为主控对象、冷却循环水为副控对象。针对物镜的慢动态温度变化特征,采用模型预测控制作为外环主控制算法;针对冷却水远传回路的纯时滞特性,采用带Smith预估器的PID控制作为内环副控制算法;为解决光刻机在不同工况下激光光路对物镜温度的严重扰动,引入前馈补偿控制激光热扰动。最后,在不同控制结构和热干扰条件下,进行了模拟物镜温度控制实验。结果显示,物镜温度稳态误差曲线在±0.01℃内波动。实验证明该系统极大地提高了物镜的温度收敛速度,具有较强的抗干扰能力,能满足物镜的超高精度温度控制要求。

基于神经网络的点目标多光谱信息融合识别方法

为了解决动态红外点目标多光谱模式识别问题,提出了一种利用神经网络并行子网作为前级处理,证据理论于后级融合的多周期模式识别推理模型。由于并行子网的引入,该模型避开了识别过程中采用单一神经网络所带来的大样本训练问题,用带有加性噪声的点目标红外光谱作为识别模型的目标数据源进行了算法验证,计算结果表明该算法对多周期不确定性证据有很强的证据聚焦能力。

压电驱动器的开闭环迭代学习控制

由于开闭环迭代学习控制方法能在加快收敛速度的情况下降低跟踪误差,本文利用该控制方法来提高压电驱动器(PZT)的高频轨迹跟踪精度。首先,提出了离散时间下的开环P型结合闭环PI型的迭代学习律,并且给出了基于该学习律的收敛性条件。然后,设计了用于PZT系统的离散开闭环迭代学习控制器。最后,针对50Hz单频和25Hz+50Hz复频三角波轨迹进行了跟踪控制实验。实验结果表明:所提出的迭代学习控制器对上述2种轨迹的最大跟踪误差分别为10.6nm和12.5nm,相对于PID控制器,分别降低了96.25%和95.62%。结果显示:提出的控制方法易于实现,无需准确的PZT迟滞和系统模型就可以获得很高的跟踪精度,能有效地满足高频和复频轨迹跟踪的精度要求。

一种基于神经网络的混沌序列产生方法

应用具有全局最优的ＢＰ改进算法，建立了产生混沌序列的神经网络模型（ＣＧＮＮ）。该模型产生序列随机性良好，序列更换调整容易。对ＣＧＮＮ系统的抗破译性能进行了分析，结果表明，该模型产生的混沌序列确可以作为最优加密密匙及扩频码。

“日盲”紫外电晕探测系统定标

"日盲"紫外电晕探测是电力设备检修与维护的主要手段之一。为了提供更为准确和客观的评价依据,需要对"日盲"紫外电晕探测系统进行辐亮度定标,从而确定目标辐亮度与增益控制电压、系统输出灰度值之间的关系。为此构建了由高稳定氘灯光源、积分球、光纤光谱仪等组成的定标装置。采用可溯源美国NIST的紫外标准氘灯对光纤光谱仪进行光谱辐照度标定,并以光纤光谱仪作为标准探测器对电晕探测系统进行定标。通过实验拟合出ICCD增益控制电压与系统增益之间的关系曲线,并给出了系统的标定方程。随后进行了三组不同增益的验证实验,实验结果表明在线性区内辐亮度推算值与测量值之间的最大相对误差为6.11%,均方根为3.22%。经分析,文中所采用的系统定标方案的不确定度为9.1%,基本可以满足了"日盲"紫外电晕探测系统的需求。此外,不同增益条件下的系统响应特性可以为"电晕"探测过程中进行自动增益调整算法的设计提供参考依据。

基于多小波的图像处理在电晕检测中的应用

提出了基于多小波变换的图像处理方法,该方法以多小波变换为基础,在一次多小波分解与重构之间完成双谱段图像处理。首先进行多小波变换,将变换系数进行软阈值收缩消去噪声;然后根据图像中需增强的信息,选择增强系数进行子带增强;最后提出一种新的自适应权值融合规则,采用这个规则融合变换系数,进行小波重构得到处理后的单幅图像。实验表明,这种方法不仅能提高图像的视觉效果,增强源图像的边缘信息,而且能很好地将源图像中对电晕检测有用的信息融合在一起,提高电晕检测系统的定位精度。

大口径光学元件重力变形补偿的设计分析

根据弹性板壳理论,建立了大口径光学元件的几种理论模型。提出了一种补偿大口径光学元件重力变形的方法,该方法通过在透镜镜框边缘施加作用力,使透镜产生与重力变形反向的挠性变形,抵消重力变形的影响。建立了带镜框的大口径透镜的分析模型,证明了通过优化施加力的大小和支撑点位置使透镜产生挠性变形的方法能有效消除重力变形的影响。

以图像为载体的最大意义位(MSB)信息隐藏技术的研究

加密技术是保障通信安全的一种重要手段 ,然而信息经过加密后容易引起攻击者的好奇和注意 ,容易遭到攻击和破坏。为解决这一问题 ,就要把加密技术与信息隐藏技术结合起来 ,即把经过加密的信息作为待隐藏信息 ,加载到载体文件 (本文采用网上常用的彩色图像文件 )中传播。只要做到隐藏信息加载前后 ,载体图像的视觉效果的变化不能被人眼察觉即可。目前已知的用于信息保密的信息隐藏技术可分为两种 ,第一种是基于频域的信息隐藏技术 ,如扩频隐藏、DCT隐藏、子波隐藏技术等 ,若以彩色图像为宿主 ,则此类技术主要利用人眼对高空间频率分量上噪声不敏感的特点将待隐藏信息编码到图像的高频分量 ,以实现信息隐藏的目的 ,一般地 ,此类技术较难实现大数据量隐藏 ;第二种技术为空域隐藏技术 ,其典型做法是将待隐藏信息编码隐藏到宿主的最小意义位 (LSB)上 ,由于其信息隐藏位置对图像的影响不大 ,因此安全性不高。本文提供了一种在空域中 ,利用图像像素数据的最高位实现信息隐藏的方法。本方法利用颜色量化技术对图像颜色进行归并 ,然后按照特定的格式存储 ,产生冗余空间 ,最后把待隐藏信息装载入冗余空间。该方法不仅能实现大数据量的信息隐藏 ,而且信息隐藏的位置是图像的最大意义位 。