目前，“试刻划”加工光栅的工艺模式耗时长、效率低，且机械刻划光栅的槽形无法准确预控。通过纳米压痕实验对光栅刻划铝薄膜的微观结构及力学性能进行了表征，采用DEFORM有限元分析软件并结合正交试验对成槽过程进行了研究，通过对数据进行极差分析和单因素影响规律实验分析，建立了槽底角数学工艺模型。研究结果表明，光栅刻划过程可转化为楔体下压过程，基于有限元模拟实验的槽底角数学工艺模型可用。
提出了一种检测液晶显示区域和外壳之间距离的算法。该算法将霍夫变换与最小二乘法结合，首先，利用Canny算子提取液晶显示区域和外壳的边缘。然后，利用霍夫变换对边缘直线进行粗定位，并依次找到直线边缘附近的所有点集。最后，利用最小二乘法进行拟合，精确地检测出图像中的直线边缘，由此计算出液晶显示区域和外壳之间的距离。实验结果表明，提出的检测算法具有较高的精度与效率，并已应用于产品的在线检测。
针对齿轮加工机床中展成和差动运动对多轴联动速度和精度的严格要求，在分析齿轮加工工艺的基础上构建了软件电子齿轮箱（EGB）的理论模型，研究了其在基于ARM+DSP+FPGA嵌入式数控系统中的实现方法及电子齿轮箱开关过程中的速度处理策略，详细分析了数控系统中数据信息的传递过程。最后，设计了专用带参数的G代码，通过NC编程实现对电子齿轮箱的控制，并在自行研发的滚齿数控系统中实现了电子齿轮箱的NC控制。
为使65m射电望远镜的Stewart型调整机构在发生单分支驱动故障时仍能正常工作，利用螺旋理论分析了故障时的机构自由度。根据机构自由度数大于任务自由度数的特点，提出了基于冗余自由度来实现机构容错运动的原理，计算并分析了L波段或S波段指向发生故障后机构的工作空间。提出了不规则工作空间边界的数字识别方法，实现了不规则工作空间边界对机构运动范围的约束。实验结果表明，利用该容错原理可实现单分支驱动故障时副面指向的调整。
附加外部轴的工业机器人自动钻铆系统是飞机部件自动化装配的典型装备，传统的七轴联动工作模式对外部轴的制造精度和安装精度提出了很高的要求，导致实施成本高、周期长，故提出外部轴分站式工作模式。分析了机器人自动钻铆系统组成和工作流程，讨论了分站式工作模式下机器人任务规划的方法，研究了离散局部闭环伺服控制策略。试验平台测试结果表明，该方法将外部轴的重复定位精度从0.2mm提高到0.02mm。
介绍了一台用于口腔修复的小型双主轴义齿快速加工系统。对加工系统提出了满足口腔医疗环境的功能需求及义齿加工所需的主要技术指标，确定了系统总体结构布局。对构建的加工系统进行了结构振动模态试验分析，获得了系统结构关键区域的振型。建立了基于多体系统理论的系统空间几何误差模型，用激光干涉仪测量法进行了误差辨识，实现了系统空间几何误差补偿。最后进行了人体磨牙冠义齿铣削加工试验，制品表面粗糙度Ra的平均值为0.8μm，满足医学口腔修复要求。
为解决硬岩TBM在掘进时滚刀磨损检测难的问题，以岩石断裂力学为理论基础，深入分析了TBM滚刀的破岩机理，并基于Colorado school of mincs(CSM)模型提出了一种新的滚刀磨损预测方法。通过滚刀与岩石相互作用的力学模型，利用刀盘比能预测了滚刀的磨损。结合秦岭隧道工程实例，对滚刀磨损水平进行了量化研究，预测结果与实际情况相符，从而验证了模型的有效性。
为了能让七自由度空间机械臂在空间站外壁换位行走，需要在对接的过程中能够自动控制机械臂接触力以确保其在安全的范围之内。介绍了七自由度空间机械臂的运动学计算方法，采用二次计算法求得其逆运动学解。提出了基于安装在空间机械臂末端六维力传感器反馈的笛卡尔空间阻抗控制方法，将逆运动学解转化到关节空间的位置内环进行位置控制，经Simulink仿真优化参数后在空间机械臂上进行了调试实验，结果表明，力的控制效果柔顺。
为了实现对某型号涡旋压缩机的涡旋齿柱面垂直度的高精度评定,建立了基于最小二乘法的逼近优化算法的数学模型，对涡旋柱面的检测数据进行分析计算。将该算法的计算结果与德国ZEISS公司UMC 550型三坐标测量机的计算结果进行了比较。比较结果表明:该算法结果准、精度高、针对性强，其结果曲线与ZEISS计算结果曲线走势一致,重合度达到99%以上,可作为高精度评定该涡旋齿柱面垂直度的算法。
针对流涎薄膜生产机组多电机同步控制系统的非线性、时变、容易受负载扰动等特性，提出了基于神经网络PID控制器与偏差耦合控制结构相结合的多电机同步控制策略，设计了神经网络PID控制器，并进行了仿真和实验。结果表明：该控制算法稳定性能高、鲁棒性能好、收敛速度快，能够有效克服外部扰动和参数变化带来的同步误差，相对于传统的同步控制方案能够更好地实现流涎机组的多电机同步控制。
改模知识存在描述不规范的问题，并需要从大量改模数据中推理出改模知识。在分析改模知识的基础上，提出了一种基于本体的多层知识表达与推理模型。借鉴现有的本体构建方法，定义了本体的概念、属性、关系、实例;建立了基于单层的改模知识推理规则和多层之间的改模知识推理规则，并设计了相应的推理算法。通过一个基于“批锋”缺陷的改模问题验证了基于本体的改模知识多层知识模型及其规则的正确性与可行性。
针对细菌觅食(BF)算法收敛速度慢和粒子群优化(PSO)算法早熟的缺点，提出了一种细菌群觅食优化(BSFO)算法。将PSO算法中粒子速度的更新公式替代BF算法位置公式中的方向向量，使细菌在优化过程中具备感应周围细菌位置并向细菌群体历史最优位置游动的能力。Benchmark函数的测试表明，BSFO算法对于大部分测试函数的结果较为理想。将BSFO算法用于材料试验机电液位置伺服系统的PID控制器参数寻优仿真，获得了较好的控制性能。
在考虑功率匹配和非对称结构特性的基础上，以液压弹簧刚度最小位置为工作点，推导了阀控非对称缸的传递函数，给出了合理的液压固有频率计算公式，建立了通用的数字液压缸传递函数模型。利用所建模型，分析了参数意义和系统特性，并结合具体参数进行了仿真验证。结果表明，受负载和非对称结构影响，数字液压缸正反向运动特性存在差异;系统性能由内反馈回路的结构参数决定，系统稳定性良好。
目前，高速往复走丝电火花线切割最高切割效率已突破200mm2/min，传统脉冲电源靠单纯提高脉冲能量来增加切割效率会导致钼丝损伤大、损耗加剧，短时间内就可能出现断丝。从脉冲电源的放电波形分析入手，分析了传统脉冲电源和高效低损耗脉冲电源的差异。研究认为，采用阶梯脉冲合理控制放电电流的前后沿，在加工中对非正常放电脉冲及时切断以减小对电极丝造成的损伤及损耗，采用等能量脉冲方式提高放电利用率等措施能大大提高切割效率，改善切割表面粗糙度，在切割效率190～200mm2/min条件下能实现长期稳定切割。
根据驱动原理将非接触式微流体分配技术分为间接驱动和直接驱动。现有技术采用间接驱动原理，通过驱动介质与静止流体的动能交换实现流体的运动，完成分配过程。新技术采用直接驱动原理，根据气液两相流理论，将气体和液体射流同时引入混合腔，在一定的气液流速比范围内，气体和液体射流自发在混合腔内形成气液两相断塞流，可获得均匀间隔、流型稳定的液滴和气泡，气液两相均具有体积一致的特点，可实现不同黏度液体的高频率、微体积的精确分配。
以超高速陶瓷CBN砂轮的结合剂低温高强性能要求为目标,在以化学纯原料为主的R2O+RO-B2O3-Al2O3-SiO2玻璃体系基础上,引入纳米改性剂来对陶瓷结合剂基体进行改良强化。4种成分结合剂性能的测试结果表明,纳米陶瓷结合剂的抗折强度、耐火度、浸润性与普通陶瓷结合剂相比有着显著优势。4号纳米陶瓷结合剂的抗折强度达到了83.75MPa,耐火度降至795℃,其膨胀系数也与CBN磨料更为接近,是一种更适合用于制备超高速陶瓷CBN砂轮的结合剂。
为改善电动轮汽车差速转向系统的转向路感，建立了电动轮汽车差速转向和整车系统的动力学模型。基于鲁棒控制理论，在保证H∞性能的前提下，设计了系统PID控制器，并进行了仿真分析。结果表明，基于H∞-PID控制的差速转向系统可在满足系统H∞鲁棒性能的基础上，进一步减小系统的静态误差，提高差速转向路感系统的灵敏度和系统精度，使驾驶员获得更为满意的转向路感。
将最小能量法与均匀压力载荷下圆薄膜大变形半解析解相结合，分析了静电驱动柔性微型阀对静电驱动振膜微泵压升性能的影响。微型阀容积的引入会导致静电驱动振膜微泵的压升出现一定程度的降低，但降低幅度远小于阀门容积对常规定排量泵的影响。微型阀的阀片以柔性薄膜为基片，因此所需的关阀电压远远低于微泵泵腔的驱动电压，从而使静电微泵和微型阀运行的可靠性得到了极大的提高。
针对传统电液激振器振动频率难以提高的现状，提出了一种基于差动连接的2D阀控单出杆液压缸的新型电液激振器。阐述了激振器的工作原理，建立了数学模型并进行了仿真分析，设计了电液激振器并进行了实验研究。理论和实验结果表明：振动频率在5Hz以下工作时，激振器输出的振动波形容易出现饱和现象;随着频率的提高，饱和现象就不容易出现。激振器输出力的大小与2D阀的轴向开口成正比关系，轴向开口越大，输出的力越大。
设计开发了大型冷凝器清洗机器人,该机器人结构简单,易于控制,能够对大型冷凝器进行长期自主在线清洗。建立了冷凝器清洗机器人的运动学模型，进行了正运动学分析和逆运动学分析，解决了关节变量的突变问题。机器人的工作空间能够覆盖整个冷凝器管束的分布空间，具有一定的灵活性。对冷凝器清洗机器人进行了运动学仿真分析,结果表明,该机器人的设计是合理的，能够满足其工作需要，为进一步研究奠定了基础。
将设计结构矩阵与着色Petri网结合后，进行了产品设计过程建模与仿真的研究。首先利用设计结构矩阵对产品设计过程进行建模，从产品设计过程特点出发，为支持基本过程逻辑的描述定义了着色Petri网基本网模型结构，将设计结构矩阵映射为着色Petri网，建立了产品设计过程着色Petri网模型。在此基础上建立了对设计资源进行有效分配的动态分配模型，通过定量仿真分析，实现了产品开发过程资源冲突的检测及资源的重新分配和调整。桥式起重机小车设计的实例说明了该方法的有效性。
考虑套圈、钢球和保持架的结构弹性变形与动态接触关系，建立了角接触球轴承柔性多体接触动力学有限元仿真模型。在不同引导游隙、转速和径向力下，运用ANSYS/LS-DYNA仿真分析了角接触球轴承的动力学性能，以及保持架的动态冲击应力和稳定性。计算讨论了角接触球轴承的动态接触应力，获得了保持架的角速度、动态冲击应力、质心运动轨迹等仿真结果，它们与理论计算结果具有较好的一致性。结果表明，球轴承运动速度的变化对保持架的动态冲击应力和稳定性的影响较大。
对全钢载重子午线轮胎钢丝帘线的精确变形和应力分布进行了数值研究。基于子午线轮胎整体建模理论，提出了帘线局部分层建模新方法。结果表明：高伸长率帘线在拉伸仿真中能清楚地观察到结构、弹性及弹塑性变形阶段，而高强度帘线的结构变形阶段不明显;拉弯组合仿真中，单丝均独立弯曲而非统一弯曲，最内层单丝中性轴偏移到压缩区，最外层单丝中性轴几乎仍位于几何对称轴，单丝之间接触面的增大极大地提高了单丝局部压力。最后，实验结果验证了有限元方法的正确性。
基于Carsim和Simulink设计了基于PID的横摆角速度控制策略，并对控制策略的效果进行了验证;建立了二自由度汽车动力学模型，提出将S-自适应卡尔曼滤波（S-AKF）算法用于汽车横摆角速度和质心侧偏角的估计;将S-AKF估计器与PID控制器相结合，构成完整的估计-控制闭环系统。通过Carsim中的操稳试验对整个系统的性能进行了仿真验证，结果显示，提出的估计-控制体系可在必要工况下实现对汽车的主动干预，提高汽车的路径跟踪能力和稳定性能。
利用传递矩阵对汽车吸声材料的吸声特性进行了分析。首先将多层均匀吸声材料进行布置，得到两层吸声材料之间的声压与介质中质点的振动速度关系。然后将实验材料钢板前面的第i层与第i+1层吸声材料分离开来单独考虑，得到多层吸声材料的吸声系数计算公式。最后对三层不同厚度的均匀吸声材料之间的吸声系数进行了实例计算和实验测量，验证了传递矩阵计算所得的吸声系数是正确的。
动态规划常用于求取已知工况的全局最优解，但该方法计算量大、求解时间长。为了解决这个问题，把发电机组和电池组模型适当化简，在保持电池组电量平衡的条件下，以电池组荷电状态为状态变量，以电池组输出功率为控制量，采用庞特里亚金极小值原理算法求解了混合动力汽车的能量管理问题，得到了全局最优解，并给出了详细的求解过程。与动态规划相比，该方法求解需要的时间很短。
