Cone Effect in Astronomical Adaptive Optics System Investigated by a Pure Numerical Simulation

It is well-known that cone effect or focus anisoplanatism is produced by the limited distance of a laser guide star (LGS) which is created within the Earth atmosphere and consequently located at a finite distance from the observer. In this paper, the cone effect of the LGS for different vertical profiles of the refractive index structure constant Cn2 is numerically investigated by using a revised computer program of atmospheric propagation of optical wave and an adaptive optics (AO) system including dynamic control process. According to the practice, the overall tilt for the tilt-correction mirror is obtained from a natural star and the aberrated wavefront for phase correction of the deformable mirror is obtained from a LGS in our numerical simulation. It is surprisingly found that the effect of altitude of the LGS on the AO phase compensation effectiveness by using the commonly-available vertical profiles of Cn2 and the lateral wind speed in the atmosphere is relatively weak, and the cone effect for some Cn2 profiles is even negligible. It is found that the cone effect does not have obvious relationship with the turbulence strength, however, it depends on the vertical distribution profile of Cn 2 apparently. On the other hand, the cone effect depends on the vertical distribution of the lateral wind speed as well. In comparison to a longer wavelength, the cone effect becomes more obvious in the case of a shorter wavelength. In all cases concerned in this paper, an AO system by using a sodium guide star has almost same phase compensation effectiveness as that by using the astronomical target itself as a beacon. Effect of dynamic control process in an AO system on the cone effect is studied in this paper for the first time within our knowledge.

An adaptive controller for a class of nonlinear system using direction basis function

For a class of nonlinear dynamical systems, the adaptive controllers are investigated using direction basis function (DBF) in this paper. Based on the criterion of Lyapunov' stability, DBF is designed which guarantees that the output of the controlled system asymptotically tracks the reference signals. Finally, the simulation shows the good tracking effectiveness of the adaptive controller.

Reduction Approaches for Vibration Control of Repetitive Structures

The reduction approaches are presented for vibration control of symmetric, cyclic periodic and linking structures. The condensation of generalized coordinates, the locations of sensors and actuators, and the relation between system inputs and control forces are assumed to be set in a symmetric way so that the control system posses the same repetition as the structure considered. By employing proper transformations of condensed generalized coordinates and the system inputs, the vibration control of an entire system can be implemented by carrying out the control of a number of sub-structures, and thus the dimension of the control problem can be significantly reduced.

激光光束实时监测与自动准直系统设计

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准直激光输出方向。基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制。经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移。

An adaptive frequency synthesizer architecture reducing reference sidebands

An adaptive phase-locked loop (PLL) frequency synthesizer architecture for reducing reference sidebands at the output of the frequency synthesizer is described. The architecture combines two tuning loops: one is the main loop for locking the PLL frequency synthesizer and operating all the time, the other one is auxiliary loop for reducing reference sidebands and operating only when the main loop is closely locked. A 1.8V 1GHz fully integrated CMOS dual-loop frequency synthesizer is designed in a 0.18um CMOS process. The suppression of the reference sidebands of the proposed frequency synthesizer is 13.8dB more than that of the general frequency synthesizer.

CSR控制系统的大规模多级分布式数据交互系统

CSR控制系统是一个庞大的网络分布式控制系统,它是由许多子系统组成。大规模多级分布式数据交互系统是CSR控制系统中的核心。它是实现CSR束流多能量级连调的核心，它涉及整个CSR控制系统的数据传输以及数据结构定义。大规模多级分布式数据交互系统的开发是基于螺旋模型，采用螺旋模型进行开发能最优实现CSR控制系统的需求以及各开发阶段具有很大的设计灵活性。该大规模多级分布式数据交互系统完全实现了采集数据的上行和控制数据的下行，系统通过网页实现对控制数据的录入以及对采集数据的实时显示。CSR所有数据都存储于Oracle数据库系统，数据库系统是一个三级分布式数据库系统，这样能均衡各前端服务器的资源与性能。前端服务器COM组件通过TCP/IP与ARM控制器和多功能控制器进行数据上行下行的数据交互，以及通过PCI 接口实现与各FPGA板卡进行数据交互。 论文论述了对大规模多级分布式数据交互系统、网页系统、Oracle数据库系统、COM组件库、PCI驱动程序以及各软件系统的设计实现。对大规模多级分布式数据交互系统主要从系统的结构、各级硬件设计和各级软件系统的设计这几个方面进行论述；网页系统主要描述了该系统是基于MVC框架模型的开发设计并介绍了JavaBean与Oracle数据库系统的数据交互；Oracle数据库系统主要从二级Oracle数据库的自动实时更新，和各触发器系统这几方面进行论述；又从各COM接口的功能方法进行对COM组件库的全面论述；PCI驱动程序的设计开发是与各FPGA板卡的数据交互的必须条件。大规模多级分布式数据交互系统的软件开发都采用了螺旋模型对其进行开发。本文的工作是CSR控制系统中的核心部分，具有重要的意义，同时也给同行研究工作者提供了重要的参考。 本文核心及创新点：1、创造性地提出了大规模多级分布式数据交互系统软件工程。2、三级分布式数据库系统的自动实时更新。3、采用web+Oracle+COM+PCI+ARM+FPGA+DSP的多级数据传输。4、设计并实现虚拟加速器。 从现场调试运行和验收的情况来看，大规模多级分布式数据交互系统不论从结构设计，还是软硬件设计开发都达到了设计要求

水下机器人的神经网络自适应控制

研究了水下机器人神经网络直接自适应控制方法,采用Lyapunov稳定性理论,证明了存在有界外界干扰和有界神经网络逼近误差条件下,水下机器人控制系统的跟踪误差一致稳定有界.为了进一步验证该水控制方法的正确性和稳定性,利用水下机器人实验平台进行了动力定位实验、单自由度跟踪实验和水平面跟踪实验等验证实验.

基于模糊神经网络水下机器人直接自适应控制

提出了基于广义动态模糊神经网络的水下机器人直接自适戍控制方法,该控制方法既不需要预先知道模糊神经结构,也不需要预先的训练阶段,完全通过在线自适应学习算法构建水下机器人的逆动力学模型.首先,本文提出了基于这种网络结构的水下机器人直接自适应控制器,然后,利用Lyapunov稳定理论,证明了基于该控制器的水下机器人控制系统闭环稳定性,最后,采用某水下机器人模型仿真验证了该控制方法的有效性。

深海机器人推进电机系统的混沌控制

深海机器人推进电机系统中出现的混沌现象,直接影响深海机器人稳定性、可靠性和安全性.采用自适应控制技术对其混沌行为加以控制,对该方法的可行性和有效性进行了证明.设计和构造了易于工程实施的混沌控制器,用于深海机器人推进电机系统混沌控制.仿真实验表明,推进电机系统在自适应控制器的作用下可迅速脱离混沌状态,并进入持续稳定状态,控制效果明显.可以为深海机器人推进电机系统中可能出现的混沌运行行为提供控制策略和抑制预案,有利于混沌控制嵌入软件的开发,确保深海机器人稳定、可靠和安全地运行,具有一定的实用价值.

分布式过程控制系统在大电流稳流控制中的应用

本文介绍了一个用于供电系统的ＤＰＣＳ，以及智能控制─实时专家系统控制在ＤＰＣＳ中的应用、特点和实现。

基于多智能体的制造系统生产控制建模研究

为提高制造系统生产控制的性能,建立了基于多智能体系统的混合控制模型。该模型把生产控制系统分为管理智能体层、单元智能体层和执行智能体层。管理智能体层负责调度和协调各单元智能体,并对所有智能体进行管理;单元智能体层中的各单元智能体间通过公用数据库相互协作;执行智能体对制造系统内的硬件负责,它们根据局部的本地资源信息及当前状态,接收发布的任务,并对其求解。同一层次的智能体之间是分布式结构。采用基于多智能体的混合控制模式,提高了制造系统生产控制的实时性和灵活性。通过激光拼焊生产系统中的试验,验证了该模型的有效性。

操作系统强制访问控制关键技术研究

强制访问控制能有效地防止用户有意或无意地破坏系统的安全，能够有效地防止病毒和木马以用户的身份破坏系统的安全，是高安全需求操作系统的主要防护手段。业界对操作系统强制访问控制研究起步很早。然而，面对日新月异的应用场景，面对计算机系统及操作系统自身相关技术的迅猛发展，已有的针对操作系统强制访问控制的研究工作不足以兼顾安全性、可用性和灵活性。以上不足集中体现在：1) 当前广泛使用的强制访问控制机制从设计上难以同时满足实用系统对安全性和可用性的要求；2) 强制访问控制的设计缺乏对操作系统所处分布式、网络化环境的考虑；3) 操作系统强制访问控制研发保障技术需要进一步研究。 针对这些问题，本论文从强制访问控制的设计和保障出发，对操作系统强制访问控制关键技术展开研究，并取得了以下几个方面的成果： 第一：强制访问控制格策略模型机制简洁，安全性易验证，在安全操作系统和安全增强操作系统上应用广泛。然而严格地实施格策略会带来可用性的问题。本文针对机密性和完整性强制访问控制格策略模型，分别给出了可监控客体框架和Clark-Wilson可信主体特权状态跃迁监控框架。这些框架具有细的刻画粒度，好的扩展性和简洁性，我们对这些框架给出了数学描述，并对带Clark-Wilson可信主体特权状态跃迁监控框架的完整性格模型给出了理论证明； 第二：针对分布式应用环境，提出了基于可信计算技术和域型实施（Domain and Type Enforcement: DTE）策略的操作系统分布式强制访问控制方案。我们从理论上证明了策略的安全性。相比国内外同类工作，该方案具有细的访问控制粒度，在系统验证的简洁性和部署的灵活性方面是最好的； 第三：实施强制访问控制的中高等级安全操作系统的安全性需要利用形式化方法的严密性进行保证。本文按照TCSEC B2级别的要求，利用Z/EVES形式化工具对SECIMOS安全操作系统进行了形式化保障：给出了安全模型的形式化规范，给出了安全不变量和安全定理，证明了安全定理，描述了形式化安全模型与顶层设计的一致性； 第四：操作系统强制访问控制框架是强制访问控制机制在操作系统上实现的基础。本文提出了针对操作系统强制访问控制框架的自动测试用例生成方案。该方案利用编译器辅助审计代码插入，约束求解器辅助置乱参数生成，测试用例精简等技术为FreeBSD MAC框架生成了一套有效的回归测试用例套件。同时也为基于FreeBSD MAC框架的NFSARK系列安全操作系统提供了坚实的实施基础。 本文的研究成果向圆满解决当前国内操作系统强制访问控制的设计、实施和保障中遇到的问题的目标迈出了坚实的一步。

HIRFL控制系统数据库系统设计

HIRFL（兰州重离子加速器）是我国第一个大型重离子物理研究装置。HIRFL控制系统是保证HIRFL系统正常高效运转的重要环节。本文利用数据库技术、网络技术设计了HIRFL控制系统数据库系统，实现了在网络环境中只使用一个应用程序就可对整个HIRFL系统控制进行控制的要求。论文首先介绍了数据库系统理论，然后对软件设计涉及的各部分基础知识进行了阐述，最后详细讨论了整个数据库系统设计中的数据库设计、应用程序人机界面设计等部分。数据库应用SQL Server 2000大型数据库，并使用ODBC技术作为数据库访问手段；人机界面部分使用面向对象编程技术进行Windows编程。整个论文工作在建立了一个包含整个控制系统各部分设备信息的数据库的同时，还提供了一套包含所有基本控制功能的HIRFL分布式控制软件，为HIRPL控制系统数据库系统的进一步完善提供了二次开发平台。

S／T曲线速度规划在定点DSP上的实现

本文将S／T曲线速度规划的思想引入全数字伺服驱动系统中,通过提高速度的平滑性,特别是高速启、制动状态,来提高伺服系统的整体控制性能。基于定点数字信号处理器DSP芯片对提出的算法进行了实现。由于定点运算的限制,算法在实现中需要进行特殊的处理,本文对此进行了研究,并提出了一种余码补偿方案。实验研究表明,使用本文提出的方法可以提高系统运行的平稳性和控制的精确度。