以含有一个主动关节的平面2R欠驱动机器人为研究对象，对此类欠驱动系统的轨迹规划问题进行了研究。首先建立了系统的动力学模型，采用时间尺度方法实现了主动和被动关节点到点的轨迹规划，然后引入滑模控制方法进行反馈控制，使被控系统收敛到给定的规划曲面上，克服了非完整系统不存在光滑状态反馈控制律使系统镇定的缺点。数值仿真结果验证了方法的有效性，为欠驱动系统的轨迹规划与控制提供了一种有效的途径。
介绍了一种由圆柱副、圆柱副和球面副构成的基于点、线间距离约束的新型解耦并联机构6-CCS，对结构和运动学正解进行了研究。通过对三个位置约束方程构造Dixon结式，去掉其中线性相关的三行三列，导出了一元64次输入输出方程，并根据位置的8个解与姿态解互相解耦的特点，总共有512个解。然后使用数值算例验证了其全部根。结合VC+[KG-*2]+6.0和OpenGL对其进行了三维建模和运动仿真，验证了这一新机构的可行性。
基于TRIZ理论中的问题解决工具及分解重构原理，建立了支持原理、结构集成化创新设计过程的实例表达机制及其编码规则，提出了支持产品原理、结构创新的统一设计流程，实现了支持创新设计的原理、结构知识的检索、重用和修正、保存；介绍了开发的概念设计CAD软件系统——DARFAD。
提出了一种以中心三角片为基三角片的涟漪式初始曲面展开方法。给出了一种基于弹簧-质点模型的展开优化算法，实现了优化过程中时间步长的自适应选取，提出了三角片翻转区域整体调整方法，该算法综合了利用初速度和忽略初速度两种方法各自的优点。实验结果表明，该方法能够快速、有效地获得复杂曲面的不含翻转三角片的优化展开，具有一定的通用性。
以某型发动机叶片为研究对象，设计了新的三头柔性进给的电解加工方式，对毛坯装夹角度和阴极进给方向进行优化选择，提出了叶盆、叶背采用不同进给角度进行加工的方式来提高叶片的加工精度，以实现全方位叶片电解加工。进行了叶片电解加工实验，结果表明该进给方式可兼顾叶身和缘板的精度要求，实现叶片的全方位电解加工。
为了解决轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承缺乏径向磁力解析数学模型等问题，在分析双磁环气隙磁导的基础上，结合稀土永磁材料特性和磁通连续原理，用虚位移法得出轴向放置轴向磁化的双环永磁轴承径向磁力解析数学模型。模型表明：该型永磁轴承径向磁力与磁环剩磁感应强度的平方成正比；径向磁力近似与磁环的平均直径成正比；磁环径向磁力随磁环径向宽度、轴向长度及磁路总磁导的增大而增大，随磁环相对磁导率及轴向间隙的增大而减小。模型计算值和试验值基本吻合。
针对隔离着地冲击的需要，为步行机器人设计了一种由连杆、线性拉伸弹簧和线性阻尼器构成的被动缓冲型腿机构，根据该机构的几何关系导出其等效刚度，并且给出了机构个别参数对刚度的影响。利用数据拟合将该等效刚度分段表示为三次非线性刚度和线性刚度；然后利用数值方法得到了缓冲过程的位移响应和加速度响应；最后分别比较了具有分段非线性刚度、三次非线性刚度和线性刚度的腿机构缓冲系数。结果表明，在最优阻尼比的情况下，具有分段非线性刚度的腿机构能够获得最小的缓冲系数，从而为实现步行机器人的快速步行和控制提供了理论依据。
针对实际柴油机双层隔振系统，解决次级通道中液压作动器的非线性问题。利用预补偿模型参考自适应逆控制方法(PCMRAIC控制)，在宽频段内对主动控制的次级通道实施线性化控制。在单频正弦输入下进行了线性化控制对比试验，试验结果表明：次级通道拾取的响应成分中存在的直流偏移量和偶次谐频非线性成分均被消除，而奇次谐频非线性成分也在很大程度上被削弱，试验噪声也被滤掉。
在稳态热传导连续体拓扑优化中，提出单元总热能、节点温度、区域内节点温度平方和三类不同性能指标，推导三类指标的伴随法敏度分析公式。基于独立连续映射法建立以三类指标为约束的体积最小化模型，应用过滤技术克服拓扑优化的数值不稳定性问题，实现了稳态热传导下的连续体拓扑优化设计。通过数值算例对优化结果进行讨论，其结果验证了方法和模型的可行性和有效性。
介绍了一种将电流脉冲的电塑性效应应用于金属拔丝的调频调幅大电流窄脉冲电源系统。电源初级储能环节采用常规三相桥式整流和LC滤波；中间二次储能电路采用Buck变换器，利用全控型功率开关器件IGBT调节电热电容的充电电压，进而控制输出脉冲电流的幅值；而窄脉冲的形成则由电热电容、输出回路电感和等效负载电阻决定，由高频晶闸管进行控制。电源输出脉冲电流的频率和幅值可实时调节、数字显示。运行及测试结果表明,电源系统工作稳定，脉冲电流幅值和频率调节方便，控制准确。
针对机电集成超环面传动系统在传动过程中因啮合齿数变化产生的系统内部激励，给出了系统行星轮与蜗杆、定子间刚度随时间变化的刚度函数。将系统位移分为静位移和动位移，用分段函数及小参数表示系统刚度矩阵，导出了系统正则化微分方程。利用通解的连续性及正规解条件，讨论了系统在啮合参数激励下的稳定性，并用算例进行了证明和分析。
提出考虑加工因素的数字样机构建与分析问题，通过对零件尺寸公差概率分布的分析，以零件的设计尺寸及公差为依据，提出求取产品近似实际加工尺寸的方法，用以生成零件加工数字样机。以水轮发电机组主轴为例，说明生成典型零件加工数字样机的方法，并从零件运动特性分析出发，对主轴设计数字样机和加工数字样机的振动固有频率进行差异比较分析，说明生成加工数字样机的重要意义。
针对数控铣削加工参数优化问题，通过加工仿真，计算每一走刀步的切削深度和切削宽度并划分区间。在每一个由组合划分区间内所有刀步构成的一个加工特征组合段上建立了多目标优化模型，模型采用遗传算法对每一加工特征组合段的加工参数进行优化，自动修改NC程序中的加工参数并反映优化结果。应用实例证明,提出的多目标优化模型和优化求解算法正确、有效。
针对鞋楦刻制时待刻鞋楦与坯料鞋楦之间的相似性识别较困难的问题，提出了基于封闭自由曲线的外包多边形相似识别方法。首先利用等角度旋转方法求得封闭曲线的包络矩形集，利用矩形集对应边的交点得到曲线的外包多边形。然后根据多边形各边的连接方式和多边形特征得到待比较多边形构成元素之间的拓扑关系，利用加权平均方法求得两多边形之间的相似度并对鞋楦分组。以某休闲鞋的衍生类型为例，阐述多类型鞋楦相似识别和分组方法。结果表明，利用该分类方法可以较快捷地把多类型鞋楦分组，为快捷地在库中找到与之相似的已知鞋楦提供依据。
建立了多供应点、多需求点、多部件、多产品的分布式装配系统在客户需求不确定条件下的配送网络设计模型。该模型本质上属于混合整数规划模型，由于装配系数和庞大变量的约束，常规的分支定界法难以精确求解,为此，设计了基于Lingo 9.0软件的算法程序，算例结果显示了模型和算法的实用性。
建立了激励幅值慢变转子系统的动力学模型，利用渐近法对其动力学行为进行解析研究，得到了用显式形式表示的近似解析解，给出了系统响应的时域波形图和轴心轨迹图，分析了激励频率和系统阻尼对最大轴心位移的影响。结果表明:激励幅值慢变转子系统的振幅会产生相应的慢变波动，此类转子系统为多周期运动，周期数取决于激励频率和幅值慢变系数组合关系，且振动周期具有参数慢变敏感性等。
对典型淬硬轴承钢GCr15进行了不同切削用量和不同PCBN刀具几何参数条件下的表面粗糙度切削试验。试验分析表明，进给量和刀尖圆弧半径是影响表面粗糙度的主要因素，背吃刀量对表面粗糙度影响较小，但背吃刀量和切削速度的交互作用对粗糙度有显著影响。运用反应曲面法（RSM）建立了硬态切削表面粗糙度预测模型，通过试验验证了预测模型的准确性。
对外花键冷滚压精密成形的变形过程进行理论分析，用图解法建立了外花键冷滚压过程的塑性变形区滑移线场。在不同接触区域采用不同的摩擦条件，真实地反映了成形过程实际情况。根据滑移线场的应力场理论得到冷滚压成形过程中接触面上平均单位压力的封闭解。通过适当假设建立花键冷滚压有限元模型，应用有限元软件DEFORM对成形过程进行了数值模拟。将不同参数条件下平均单位压力的数值模拟结果与理论分析结果进行比较，两者吻合较好。
为解决在传统凸轮型线优化设计过程中，动力学模型简单、几何精度低、设计流程自动化程度低的问题，利用MSC.ADAMS平台的参数化建模技术，对设计流程重新进行组织和安排，提出面向参数化样机的凸轮动态优化方法。优化方法在考虑零件柔性的同时，大大提高了优化计算的几何精度及设计流程的自动化程度，计算寻优过程的效率和精度也有不同程度的提高。
为了描述柔性机器人的动态应力状况和疲劳特性，将柔性机器人的动态应力计算与疲劳特性分析相结合，形成一种柔性机器人动态应力疲劳分析方法。分析了柔性机器人杆件的弹性变形与弹性位移的关系，计算了杆件的弹性变形及动态应力，通过计算杆件动态应力造成的疲劳损伤，预测其疲劳寿命，并根据疲劳强度计算杆件的工作安全系数。以柔性平面3-RRR并联机器人为例，说明杆件的动态应力计算和疲劳特性分析对动力学分析和设计的重要意义。
激光表面微造型技术是改善摩擦副表面摩擦学性能的有效途径之一。基于声光调Q技术的二极管泵浦固体光源（DPSS）Nd:YAG激光器，采用“单脉冲同点间隔多次”激光微加工工艺，对CA6DF2-26型柴油机气缸套内孔表面进行激光珩磨加工。加工出的缸套网纹参数具有较好的一致性，达到了主机厂的技术要求。进行了激光珩磨缸套的台架综合性能试验研究，结果表明，采用激光珩磨缸套的发动机，其功率、扭矩、燃油消耗指标保持稳定，与采用传统平台珩磨网纹缸套的发动机相比，柴油机的机油油耗降低53％，漏气量降低近50％。
对多颗粒分布的液-固二相流体润滑进行了研究。对有颗粒存在时的润滑区域进行划分,建立了多颗粒状态下的雷诺方程,引进颗粒的速度、大小、位置,颗粒间的距离等参数,在给定油膜承载力的情况下运用有限元法对有限长滑块进行了数值求解。结果表明:颗粒的存在使颗粒附近的压力分布有了明显的变化;油膜承载力越大,颗粒对压力分布、最小油膜厚度的影响越明显;颗粒处于运动状态或静止状态对压力分布和最小油膜厚度的影响趋势是一致的,但运动颗粒的影响程度较小些;颗粒间的距离、颗粒半径、颗粒数目对压力分布也有比较大的影响。
取梯形流道灌水器的6个关键参数为因素，采用均匀设计试验方法设计出18组灌水器结构，利用光固化成形技术快速制作出各参数组合的灌水器试验样件并进行水力性能测试。分别对流量系数和流态指数进行回归分析，结果表明流量系数与6个参数之间表现为幂函数关系，流态指数主要体现为6个参数之间的二次函数关系。通过另外设计4组灌水器结构并利用其实测数据对两回归模型进行验证，结果表明此模型能很好预测流量与压力之间的关系，研究结果为此类灌水器流量的定量设计提供了经验公式。
提出了一种反求技术，通过实测齿面印痕提取其数字特征，反求弧齿锥齿轮在实际工况下的当量错位，并通过载荷变化与印痕移动的近似线性，解决其多解性问题。提取了两组载荷下齿轮实际齿面印痕特征并反求了当量错位量。通过与理论值的对比与分析，验证了所求当量错位量的准确性。通过对齿面的再设计，得到了在实际工况下具有良好的啮合性能的弧齿锥齿轮传动。
针对单一工况匹配的安全气囊系统不仅在其他工况下不能保证对乘员的保护效能，而且还极有可能产生更大的伤害。以国产某轿车为例，建立该车的前排乘员侧约束系统的数学仿真模型，针对美国FMVSS208法规所要求的正面刚性固定壁障垂直碰撞的四种工况进行乘员响应的仿真计算，并对该车的约束系统参数进行多工况优化，同时提出了基于多工况的乘员约束系统参数优化方法。所提方法能够使乘员约束系统在不增加配置的基础上，满足更多种工况下的假人伤害值要求。
从车体动态特性分析入手分析研究摩托车振动舒适性。以某125摩托车为例，采用仿真和试验相结合的方法分析摩托车车架、车架挂发动机的模态特性，建立了一种有效的简化了的车架挂发动机有限元模型。分析了发动机对车体动特性的影响，以及车体动特性与激励的匹配关系。针对该车架提出了改进方案，模态分析表明车体结构模态特性得到了改善。整车平顺性道路试验结果表明改进后的车架较好地改善了整车振动舒适性。
应用拉格朗日方程建立汽车主动前轮转向的动力学模型，并以转向盘转角、横摆角速度和侧偏角为优化目标，设计线性二次型调节器（LQR）。调节器中，通过横摆角速度和侧偏角的共同反馈控制助力电机的转角。由于质心侧偏角信号难以直接测量，设计了状态观测器对该信号进行估计。通过MATLAB进行仿真计算，结果表明， LQR优化控制能有效地改善整车的转向特性，提高汽车的操纵稳定性。
提出了一种汽车防抱死系统与主动悬架联合控制策略。将采用光滑滑模控制的防抱死系统同采用反向递推控制的主动悬架相结合，在车辆制动时，主动悬架调节作用在车轮上的垂直载荷，使车轮的垂直载荷在车轮滑移率达到最优时也相应增加，从而获得最大的制动力。在MATLAB/Simulink仿真环境下，建立了仿真模型并进行了车辆制动模拟试验。试验结果表明，采用联合控制的车辆，在保证车辆制动稳定性的同时能够获得最大的地面制动力，从而显著提高了车辆的制动效能。
