超高速数字分幅相机目前广泛应用于光谱学、光电子学、爆炸研究、材料科学、非线性光学、医学、冲击波研究等各种领域。 因此，超高速数字分幅相机的研制具有重要意义。 在超高速数字分幅相机系统设计中，相机的 CCD驱动电路和图像采集系统设计是很重要的一个部分。 本设计基于 SONY 公司的 CCD 芯片 ICX205AK，采用 Xilinx的 FPGA 芯片 XC3S1500 成功设计该 CCD 驱动电路和图像采集系统，并对设计进行功能仿真。

超高速数字分幅相机作为一种利用光学系统静态分幅、快门控制电路系统控制摄影的高速相机,具有良好的空间分辨率,时间分辨率高达ns级,提出了一种可获得超高速数字分幅相机所需的高速快门控制电路的设计方案;利用高速CPLD控制模拟延时线（Delay Line）芯片进行精确延时,得到脉冲宽度可调、时间分辨率极高（0.25ns）的低压脉冲,利用单片机实现PC端对电路延时参数的设定。

使用光学辅助设计软件ZEMAX设计了用于四通道数字高速分幅相机的光学分幅系统，并结合机械设计软件SOLIDWORKS，在ZEMAX的非序列模式下建立了光学分幅系统的三维立体仿真模型。成像质量达到了衍射极限，动态极限空间分辨率为16lp／mm。模拟分析结果表明成像质量理想，符合设计要求。

转镜式高速相机具有良好的时空分辨率，在高速摄影和爆炸力学研究等领域占有重要的地位。介绍了包括转速与同步传感器组件、信号处理电路、主控面板、LabVIEW界面设计等的高速相机同步控制台的设计方法。与传统设计相比较，该系统具有实时性好，可靠性高。操作界面友好，低成本和高功能等特点，且两台转速符合速度快，精度高。实验结果表明，本系统在转速介于0．75—30万转／分，符合范围为千分五时，符合时间不超过30秒。目前处于国内先进水平，对多台同步控制技术研究奠定了坚实的基础。

同步传感系统新方法主要是利用激光的抗电磁干扰及可高速处理的性能得到转镜的时间信息，再经过光电转换来实现转速的测量。探测电路部分采用限幅放大，在一个大的动态范围内，都可以得到稳定的脉冲信号。为满足精度的需求，信号处理部分采用ASIC计数单元，精度为0．2ns，然后通过嵌入式控制模块，方便地实现人机通信。由实验结果得到该方法的误差在ns级，比传统的高速相机传感器在精度上提高了一个数量级。

由于应用的需求,转镜式高速相机的控制系统发展成以计算机和多种专用外围单元组成的计算机控制系统.介绍了该系统的组成和工作原理,系统各单元的具体实现方法.该系统采用了计算机控制、电力电子以及冲击电流放电等技术.

转镜高速相机的转镜驱动电机通常采用特种高速直流调速电机,对启动控制要求较高.而转镜高速相机不但要求其转镜驱动电机有较高的调速精度,还对整个转速-时间曲线提出了要求.这里介绍的计算机控制电机调速系统采用了专家控制型控制策略,使用了驱动简单、热稳定性好的绝缘门双极型晶体管(IGBT)作功率放大元件,满足了转镜高速相机的需求.

为了提高控制系统的稳定性和智能控制性能，设计出基于CAN总线的自动光学检测通信系统。分析了自动光学检测通信系统的特点，以及在自动光学检测中的应用，利用多个XCl64CS型微控制器实现整个系统的通信。描述了该系统的硬件组成结构和工作原理。给出了系统CAN总线接口以及CAN总线的软件设计。自动光学检测通信系统已成功应用于印刷电路板PCB自动光学检测仪中，实验结果表明，该系统运行稳定可靠，满足PCB自动光学检测仪控制系统的要求。

为提高激光直写控制系统的定位精度、定位时间和系统响应度，设计了一种数字伺服滤波器。该滤波器以伺服系统的三环PID控制原理为基础，并在设计中加入了具有实际问题性的前馈补偿模块：建立了以TMS3202812处理器组成的数字伺服滤波器模型；并对该模型进行了模拟仿真分析，然后移植到处理器中；最后通过验证，提高了位置定位和速度稳定精度。实验结果表明，整个系统输入与输出时差小于100k；无噪音无振荡，效果很好；定住精度误差控制±1μm范围内。

激光调阻机是用于电阻阻值微调的一种关键设备,由光学系统、机械运动系统、运动控制系统等组成。本文介绍了一种预置图形式激光调阻机的系统设计与论证。对此系统方案进行了理论上的认证与实践中的检验。实际应用中,依靠本方案研制的激光调阻机已投入使用,达到了设计要求。