1037592大功率光纖端帽和光纖功率編碼器DFS60B-S4CM05000對接口的傳遞函數(shù)分析,當(dāng)半物理仿真系統(tǒng)工作在半物理仿真頻帶上時,接口傳遞函數(shù)為單位陣,半物理仿真系統(tǒng)的誤差為零。針對接口特性引起的滯后,提出采用滯后補(bǔ)償?shù)姆椒ㄏ涌跍蟮挠绊?同時給出了滯后補(bǔ)償?shù)倪m用條件。單自由度半物理仿真系統(tǒng)的仿真表明,滯后補(bǔ)償能大大提高半物理仿真的精度。為驗(yàn)證末端執(zhí)行器抓取動力學(xué)半物理仿真系統(tǒng)的可行性和相關(guān)結(jié)論,采用ADAMS與Simulink聯(lián)合仿真的方式建立了半物理仿真系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。虛擬樣機(jī)上的仿真結(jié)果與ADAMS中抓取模型的仿真結(jié)果對比,驗(yàn)證了末端執(zhí)行器抓取動力學(xué)解算單元的正確性,虛擬樣機(jī)能*復(fù)現(xiàn)末端執(zhí)行器抓取動力學(xué)過程。針對不同的抓取初始條件、目標(biāo)航天器質(zhì)量與機(jī)械臂剛度,在虛擬樣機(jī)上進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果驗(yàn)證空間抓取動力學(xué)半物理仿真系統(tǒng)的可行性,為實(shí)際搭建空間抓取半物理仿真試驗(yàn)臺和展開試驗(yàn)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 光器具有轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好、熱管理方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工和國防安全等領(lǐng)域。近年來光纖激光器的輸出功率不斷提高,已經(jīng)成為高功率激光發(fā)展的重要方向之一。但是,受光纖端面損傷、非線性效應(yīng)及熱效應(yīng)等因素的限制,光纖激光器的功率提升面臨著巨大挑戰(zhàn)。大功率光纖端帽能夠提高光纖激光器輸出端面的損傷閾值,有效解決光纖端面損傷問題。而光纖功率合束器則可以通過將多路高功率的光纖激光合束到一根光纖得到更高輸出功率,是突破單根光纖激光器輸出功率瓶頸的重要方案之一。本論文圍繞光纖端帽和光纖功率合束器這兩種大功率光纖器件開展研究,研究工作主要包括以下幾個方面:1、理論計(jì)算了信號激光在光纖端帽中傳輸?shù)墓獍咧睆健⒒毓鈸p耗以及腰斑偏移量等參數(shù),并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。制作了大功率少模光纖端帽和多模光纖端帽,并分別進(jìn)行了3.01 kW和6.26 kW的高功率測試。開展了一體化光纖端帽準(zhǔn)直器的理論和實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)現(xiàn)了大功率光纖激光的直接空間耦合,測量耦合損耗小于0.3dB。2、基于三層介質(zhì)波導(dǎo)模型分析了拉錐單芯光纖和拉錐多芯光纖的模式特性,推導(dǎo)了拉錐多芯光纖纖芯基模截止條件的近似公式?；趩涡竟饫w的拉錐技術(shù)制作了單模光纖和大模場光纖之間的單模光纖模場適配器,測量傳輸損耗小于0.4dB。分別基于控制空氣孔塌縮技術(shù)和選擇空氣孔塌縮技術(shù)制作了多芯光子晶體光纖模場適配器,實(shí)現(xiàn)了雙包層光纖和七芯光子晶體光纖的低損耗熔接,小損耗值為0.22 dB,解決了基于光子晶體光纖的百瓦量級超連續(xù)譜光源的瓶頸問題。3、建立了纖芯耦合型光纖功率合束器的理論模型并開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究?；趯?dǎo)模分解法建立了纖芯耦合型光纖功率合束器的理論模型,分析了輸入光纖不同偏移條件下輸出光纖中激發(fā)的模式特性?；诠馐鴤鞑シǚ抡娣治隽死w芯耦合型光纖功率合束器用于光纖激光非相干合成的合成特性,實(shí)驗(yàn)制作了7×1纖芯耦合型光纖功率合束器并進(jìn)行了大功率單模光纖激光合成,實(shí)現(xiàn)了輸出功率為6.08kW,光束質(zhì)量為M2-10.2的激光合成。仿真分析了纖芯耦合型光纖功率合束器用于超連續(xù)譜光纖激光的非相干合成效果,并進(jìn)行了大功率合成實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了7路合成功率為802 W、光譜覆蓋1060-1700 nm的高功率超連續(xù)譜輸出。4、建立了包層耦合型光纖功率合束器的理論模型并開展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。基于拉錐多芯光纖的模式演化規(guī)律建立了包層耦合型光纖功率合束器的理論模型,采用解析方法求解了包層耦合型光纖功率合束器實(shí)現(xiàn)非相干合成的合束激光光束質(zhì)量。結(jié)果表明,對于3×1和7×1包層耦合型光纖功率合束器,合成激光光束質(zhì)量極限分別為M2-1.75和M2-2.70。配器的應(yīng)力和變形模式的解析方法是其力學(xué)理論研究的重要前提?；谳S對稱平面應(yīng)變假設(shè),推導(dǎo)了海綿圓筒和橡膠圓筒的徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力和徑向位移的解析公式;建立了位移邊界條件下適配器受壓問題的非線性常微分解析方程組,并通過數(shù)值模型仿真驗(yàn)證了解析公式推導(dǎo)的正確性;調(diào)整海綿/橡膠粘合面半徑,研究了海綿層厚度比對適配器受壓力學(xué)特性的影響。結(jié)果表明:數(shù)值模型和解析公式計(jì)算結(jié)果基本一致;適配器海綿層徑向應(yīng)力值和切向應(yīng)力值相差不大,橡膠層切向應(yīng)力高于徑向應(yīng)力約1個數(shù)量級,徑向應(yīng)力大值位于適配器外表面,切向應(yīng)力和徑向位移大值均位于海綿/橡膠粘合面;隨海綿層厚度比增加,適配器應(yīng)力和位移減.

1037592大功率光纖端帽和光纖功率編碼器DFS60B-S4CM05000 接口適配器市場上，用于單一接口的協(xié)議轉(zhuǎn)換器種類繁多，但只適用于對應(yīng)的轉(zhuǎn)換接口電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得數(shù)據(jù)傳輸與處理過程出現(xiàn)多線，多轉(zhuǎn)換的問題。本實(shí)驗(yàn)針對應(yīng)用于現(xiàn)場農(nóng)機(jī)設(shè)備的智能型傳感器，設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)⒍喾N傳輸方式智能地轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一方式的接口適配器。該適配器根據(jù)傳感器集成化、智能化進(jìn)一步發(fā)展，功能增強(qiáng)，解決了在不改變原有硬件情況下農(nóng)機(jī)裝備多輸入單輸出協(xié)議轉(zhuǎn)換問題。本設(shè)計(jì)選取的五種協(xié)議為農(nóng)業(yè)現(xiàn)場作業(yè)中適用范圍廣泛的，幾乎覆蓋了傳感器數(shù)據(jù)采集與控制中心傳輸?shù)姆绞?。本設(shè)計(jì)接口適配器的研究于現(xiàn)階段對接口協(xié)議轉(zhuǎn)換單一的市場現(xiàn)狀，成為本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新之處。具體工作如下：（1）根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)的農(nóng)機(jī)設(shè)備實(shí)際需要，設(shè)計(jì)了一種接口適配器，針對系統(tǒng)硬件構(gòu)建應(yīng)具備多個接口、易于擴(kuò)展的要求，選擇功耗低、處理運(yùn)算能力強(qiáng)的芯片和價格低、現(xiàn)場應(yīng)用體驗(yàn)較好的模塊。（2）針對復(fù)雜的市場使用現(xiàn)狀，選用CAN總線、RS-232、RS-485、IIC以及TCP/IP接口輸入，將作業(yè)機(jī)車傳感器實(shí)時數(shù)據(jù)以RS-485作為終轉(zhuǎn)換接口輸出，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)能按需求檢測接口數(shù)據(jù)并儲存，監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時負(fù)責(zé)各個單元數(shù)據(jù)采集器下傳感器的數(shù)據(jù)狀態(tài)，判斷和顯示各傳感器的實(shí)時情況。（3）為了使硬件正常而有序的工作，設(shè)計(jì)中對CPU進(jìn)行軟件編制、調(diào)試和優(yōu)化。當(dāng)適配器接收到某一路輸入上有數(shù)據(jù)發(fā)送時，立即做出反應(yīng)。（4）本設(shè)計(jì)是以C++為編程語言編寫轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序。通過主控模塊的調(diào)度與控制，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸，監(jiān)控系統(tǒng)及時處理。本程序操作簡單、界面流暢，并且具有*的擴(kuò)展性和可移植性。（5）在電氣實(shí)驗(yàn)室中模擬農(nóng)業(yè)作業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境.