分析了传统可靠性建模方法存在的缺陷，提出基于广义随机Petri网（GSPN）的复杂系统动态可靠性建模方法，将变迁分为瞬时变迁和赋时变迁，采用赋时变迁表示零部件故障及其维修过程，以禁止弧表达系统故障与修复状态的转换，建立典型可修复系统动态可靠性分析的GSPN模型。针对因非指数分布、状态空间爆炸等导致的GSPN模型求解难题，提出基于蒙特卡罗仿真的求解方法，通过对变迁发生次数及其持续时间、库所状态等参数的统计，计算系统动态可靠性指标。以挖掘机液压回路为例，验证了所提方法的可行性。
考虑共因失效相关性，在系统层运用应力-强度干涉模型建立了共因失效系统可靠性模型。在研究系统可靠性模型的基础上，建立了系统强度的累积分布函数和概率密度函数。采用泊松随机过程来描述载荷的作用过程，运用概率微分方程和全概率公式建立了强度随时间退化时的串联系统、并联系统以及k/n系统动态可靠性模型。以强度退化服从指数退化规律为例，研究了串联系统、并联系统以及k/n系统的可靠度和失效率随时间的变化规律。研究表明:系统的可靠度随时间逐渐降低，k/n系统的可靠度介于串联系统和并联系统之间；系统的失效率具有“浴盆”曲线的特征。
采用通用动态尾流理论进行风力机气动力学的计算分析，并用MATLAB/Simulink进行编程，建立了风力机传动链的数学模型。在MATLAB/Simulink中进行传动链系统的编程运算，建立了风力机ADAMS柔性多体结构动力学仿真模型，并利用MATLAB/Simulink和ADAMS进行风力机振动性能的联合仿真。仿真时将气动载荷加载到风力机叶片结构上，将传动系统模型的反扭矩加到ADAMS风轮模型上，同时考虑风力机的结构变形对气动性能、传动性能产生的影响。仿真最终实现了风力机系统振动性能耦合分析，其数据同实验测试数据比较表明，该联合仿真方法可以较好地模拟风力机的振动特性。
介绍了综合传动湿式换挡离合器的工作原理，通过分析离合器结合分离过程的油压和滑摩转速变化规律，拟合出离合器工作油压与转速的特性方程，建立了离合器摩擦片磨损量计算模型。依据离合器摩擦副磨损试验结果，确定了油压、滑摩转速影响指数与结合次数的关系。利用组建的综合传动湿式换挡离合器磨损量测试试验系统，进行了18 000次离合器换挡试验。试验结果表明，湿式换挡离合器磨损量可以表示为工作油压与滑摩转速的函数。
将快速点磨削技术引入到曲线磨削过程中，提出了曲线磨削中砂轮对工件轮廓实施法向跟踪磨削的新方法。该方法是在传统的曲线磨床的基础上，增加一个可以使工件相对于砂轮偏转的数控回转轴，实现砂轮对工件轮廓的法向跟踪磨削。在分析磨削运动关系的基础上，建立了砂轮法向跟踪的数学模型，并分别给出了无干涉情况下的完全法向跟踪和有干涉情况下的近似法向跟踪的法向跟踪角的算法。仿真和磨削实验结果表明：这种利用工件偏转来实现砂轮的法向跟踪磨削方法简单有效，能够有效避开砂轮和工件的干涉，提高加工精度和实现对任意复杂曲线轮廓的磨削加工。
分析了动力装置运行状态特点和预测要求，依据分形和支持向量回归理论，建立了基于分形与支持向量回归的状态趋势预测模型。其中，以振动烈度作为描述机组状态的特征数据来构建时间序列，对其进行相空间重构，根据最小嵌入维数来确定支持向量机输入节点数，采用支持向量回归算法对机组状态趋势进行预测。应用案例研究和实验对比分析的结果表明,研究的状态预测模型单步预测的平均相对误差为1.7881%, 30步预测的平均相对误差为3.3983%，预测模型能较好地满足动力装置状态趋势预测要求。
基于液压节流耗能原理，提出一种新型冲击波形调节器的结构，其设计思想是采用小孔节流产生的阻尼来吸收消耗高速运动负载的动能，并对其紧急制动使负载获得设定的冲击波形。对冲击波形调节器的工作原理进行了介绍与分析，通过对设计参数的仿真研究，证明调节器的设计在原理上是可行的，可方便地通过调节阀芯的运动速度来改变制动过程中冲击波形的脉宽和幅值，从而满足不同的冲击试验要求。
设计了一种用来磨削等速万向节椭圆沟道的盆状砂轮，因避免了砂轮头部的干涉，其参数优化的有效性和精确性得到了提高，能最大限度地保证加工截面的形状和精度；从模拟椭圆圆弧出发，根据待磨削的椭圆沟道方程进行设计，建立了盆状砂轮加工的数学模型,并对其加工原理进行了理论研究,对其加工误差进行了分析。仿真结果表明，用盆状砂轮磨削的椭圆沟道的理论误差可减小到0.7μm。
稳健优化设计本质上是多目标的优化问题，相容决策支持问题法是一种有效的多目标优化设计方法，其实质是一种包含数学规划和目标规划的混合方法。将相容决策支持问题法应用到稳健优化设计中，建立了稳健优化设计的相容决策支持问题法模型。通过对起重机变幅机构的补偿滑轮组系统的稳健优化设计，给出了具体的分析求解过程。实例表明，相容决策支持问题法对解决工程多目标优化设计的问题是有效的。
建立了局部多孔质气浮轴承的理论模型，该模型考虑了轴承气膜交界面处的切向速度滑移。利用有限元方法对所建立的模型进行了理论仿真，轴承静态特性的仿真与试验结果取得了较好的一致性，说明经过修改后的雷诺方程可以用来作为局部多孔质气浮轴承研究的理论模型。利用该模型成功计算出不同渗透系数、不同厚度及不同直径的局部多孔质气浮轴承的流量、承载及刚度特性，并给出了相应的变化曲线。根据仿真结论，提出了局部多孔质气浮止推轴承的设计准则。另外，从理论上将该类轴承与全多孔质类型气浮轴的承特性进行了对比，表明局部多孔质气浮轴承有着优良的特性，有很好的应用前景。
设计了基于ADμC812型单片机和TMS320F206型高速数字信号处理器的双CPU结构的多传感器融合与控制系统，介绍了其体系结构、硬件配置、接口电路、工作原理和工作流程。该系统实现了传感器信息融合的高速高精度采集、复杂算法的大数据量实时计算以及模拟量与开关量并有的多控制通道等功能，系统硬件结构简单，可作为泵、马达综合试验台的子系统用于泵、马达性能试验。应用表明,该系统能够满足试验要求，具有很好的可靠性和实时性。
摄影测量的点云数据通常叠加有多种形式的噪声信号，针对摄影测量中得到的扫描线形式的点云数据，采用形态学算子进行了噪声滤除。在完成噪声滤波的同时，在一定程度上对零件陡峭处获得的数据进行自动拟合。实例验证表明，该滤波方法处理速度快，其效果比其他的滤波方法好，滤波后的数据符合曲线曲面重构的要求。
根据协同优化算法的思想，提出了一种Multi-Agent模型，利用神经网络建立子系统优化Agent的近似响应面。子任务规划Agent进行传统的优化进程；任务调度Agent根据结果分析Agent计算的样本集近似满意度自主选择不同的执行路径；近似响应面Agent通过使用更新准则，逐步获取满足子系统级约束和目标的精确的响应面。当子系统获取指标变量后，通过子系统优化Agent内部的响应面快速获取优化解向量，并将该向量返回到全局黑板数据结构中，系统级优化Agent可以利用该结构，协调各个子Agent不一致的信息，从而有效地提高了复杂机械产品协同优化中的效率和精度。
为了使制造信息系统能够实现正常的功能，建立了系统各单元的本体结构，并采用W3C推荐的本体描述语言标准OWL对单元属性进行描述，实现系统的语义集成和信息共享。以某陶瓷生产企业的信息系统为例，说明了OWL本体在语义集成中的作用。OWL在制造信息系统语义集成中的应用，解决了由单元属性描述差异造成的系统功能无法实现的问题。
提出了基于服务等级协商的模糊资源预留技术，在分析制造网格资源预留的必要性的基础上，建立了制造网格资源预留基本框架，着重研究了基于模糊原理的资源预留接纳控制策略，以资源预留率及请求接纳率为决策指标，以不同服务等级协商级别下的资源预留模糊预测量为决策依据，进行了算法描述与分析，并进行了验证。
针对转子-轴承系统中两端支座发生的松动故障，建立了带有非线性油膜力的数学模型。采用数值仿真的方法对发生故障的转子系统进行模拟，得到了系统的频率特性。模拟结果表明：当支座发生松动振动时，若振动位移小于最大间隙值，则它的频谱除了1倍频分量外还有丰富的且相对幅值较大的低频成分；若振动位移大于最大间隙值，则它的频谱会出现非常突出的较高倍频的分量， 而1倍频却消失了。得出的结论有助于对该类故障的诊断分析。
通过对假肢膝关节系统的功能原理分析，提出了多种新型假肢膝关节结构方案，拟定了结构方案比较与选择的基本要求与准则，完成了结构设计与技术设计；结合运动仿真分析，确定了膝关节在主动屈曲时回转摆动缸的摆动范围，分析了下蹲过程中的机构力矩变化规律。设计与仿真的结果对于连骨式假肢膝关节设计、双足步行机器人开发有参考价值。
为了描述平面5R柔性并联机器人的运动学和动力学特性，需要建立机器人的运动微分方程。针对刚性活动平台和柔性杆件的运动学耦合特点，改进了一套适用于刚体、柔性体耦合的有限元建模方法，推导出单元弹性广义坐标相对于系统弹性广义坐标的转换矩阵，综合考虑了科氏阻尼、离心刚度和几何非线性的影响，利用运动弹性动力学理论，建立了平面5R柔性并联机器人的运动微分方程，避免了采用运动学和动力学约束方程的弊端，提高了建模精度。计算实例表明，该方程反映了机器人的弹性振动特性，杆件的弹性变形对机器人的运动误差具有重要影响。
研究了标准三维实体文件和版图文件的格式，在此基础上提出了一种在MEMS CAD中从三维实体到工艺版图的转换方法，实现了直接基于文件到文件的三维实体到工艺版图的转换，使用C++语言开发了相应的转换接口。通过典型MEMS器件——微机械加速度计和微机械陀螺的多种结构，验证了三维实体到二维版图转换的可行性与效率。结果表明，这种转换方法切实可行，且效率较高，为实现MEMS自顶向下与基于任意流程的设计方法、简化版图绘制、提高设计效率提供了一种有效的途径。
针对转子故障诊断问题，在综合粗糙集理论、遗传算法及神经网络学习算法各自优点的基础上，提出了一种新的粗糙集-遗传算法-神经网络（RS-GA-NN）集成分类器模型。在该模型中，利用粗糙集理论的离散和约简算法实现对样本数据的特征选取；利用神经网络实现样本特征向量与故障之间的非线性映射；利用遗传算法实现对神经网络的结构优化以使神经网络的泛化能力达到最优。利用转子故障实验台模拟了不平衡、不对中、碰摩及油膜涡动4种故障的127个样本，构建了多故障识别的RS-GA-NN集成分类器，进行了转子故障的智能诊断实验，获得了很好的效果。
通过分析新型放电介质自身及其与超声复合的电火花加工的独特特点，得出了超声辅助多介质电火花铣削加工工艺对加工机床的要求。依此提出了机床的整体系统框架，并详述了该加工机床的本体结构以及控制系统的软硬件结构。初步实验证明，该加工机床运行稳定，加工效果明显。
对板带轧机自动厚度控制模型进行了理论分析，建立了三自由度轧机负载的液压压下系统的模型，将缸位移和内辊缝相区分，使其适用于不同的控制方式，进而对厚度计式控制模型、变形的厚度计式控制模型、动态设定控制模型进行了对比研究，指出轧机模数和轧件塑性系数分别对应于自动厚度控制系统的静态指标和动态指标，为控制过程中参数的选取提供理论依据。与传统的P-h图方法相比，该方法更深刻地反映了厚度控制过程的本质规律。
建立了基于弹性理论及复变函数理论的计算模型。利用所建立的计算模型对孔边应力场进行了分析，同时也对孔口附近的各应力分量进行了较为全面的计算，得到了一些有益的结论。对孔边各应力分量进行了比较，同时也对距孔边不同距离时的应力场进行了比较。另外，通过施加不同的荷载，对孔边的应力场以及距孔边不同距离时的应力场的影响进行了研究。
提出一种自动判别模具脱模方向的算法。该算法以基于图的特征识别所获得的特征作为研究对象，通过特征间可视性分析运算来判断零件潜在的脱模方向，引入脱模方向判定原则，最终确定出脱模方向。该算法可解决存在多特征复杂零件脱模方向的判定问题，不但可以获得最优脱模方向，还可得到侧凹特征的相关信息。在UG平台上开发的自动脱模方向判别系统，提高了模具设计中该环节计算的效率和精度，为模具设计后续工作提供可靠保障。
铝合金板材室温下的成形性较差，但在高速变形条件下成形极限大幅提高。为了促进铝合金板材在汽车制造、航空航天及3G领域的应用，需要开发先进的板材成形技术。磁脉冲辅助板材冲压成形技术（EMAS）通过在普通冲压模具中嵌入线圈，能有效控制和改善变形板料的应变分布。针对这些问题，重点介绍和讨论了EMAS技术的国内外研发现状，阐明了开展该技术研究的必要性和重要意义。
在分析移动机器人的特点与应用的基础上，从控制与自治技术研究角度回顾了移动机器人的研究进展，分析了移动机器人的控制模式和常见的一些控制系统，并讨论了各自的优缺点。指出了移动机器人控制框架研究的方向和特点，分析了现有的一些控制框架。结合传感器网络的发展，预测了移动机器人与传感器网络结合的发展趋势，分析了传感器网络环境下移动机器人控制框架所面临的挑战和策略,给出了一种可行的控制框架。
介绍了以德国为主的欧洲工业国在并联运动机械(PKM) 误差建模及校正技术方面的研究成果与最新进展，包括基于统计的方法 、冗余校正方法、最小线性组合法、神经网络法、固定点法、自我校正方法等新的运动学建模与参数识别方法，以及最新研制的实用测量装置或元件。目前,全世界共有40余种 PKM获得成功应用，主要应用于以德国为主的欧洲工业国的模具制造、航空制造、汽车及成形技术等领域。由于机械加工误差、安装误差等因素的影响，PKM必须进行标定校正，以达到较好的工作精度；较高的制造安装精度是PKM获得有效工作空间、良好工作精度以及动力学性能的前提，减小误差及标定校正是其成功应用的技术保证。
