针对移动机器人控制研究中的小车速度与加速度饱和限制现象，提出了非时间参考的定点跟踪控制方法。选择随时间单调递增的非时间变量为转向控制律变量，摆脱了移动机器人速度与加速度对控制律的时域限制。在Simulink中建立控制逻辑并进行了单目标点与多目标点连续跟踪仿真。单目标点跟踪仿真结果表明，对于任意初始状态机器人，提出的定点跟踪控制方法均能使小车到达目标状态。多目标点连续跟踪结果表明，可将定点跟踪控制策略应用于类车机器人的路径跟踪控制。
针对当前机械腿关节和动物腿关节之间、机械腿和动物腿之间的刚度曲线都有一定偏差的问题，提出了一种仿动物关节或腿刚度的机械腿结构设计方法。基于虚功原理和曲线插值法获得了动物关节或腿刚度曲线方程，并进行了Patran、Nastran、Adams联合仿真，提出了仿动物关节或腿刚度的机械腿结构设计方法及其优化方法。基于人体基本参数及人跳跃过程中腿刚度相关参数，进行了仿人腿踝关节刚度的机械腿结构实例设计和轻量化设计。仿真结果验证了该设计方法的有效性和可行性。
为研究间隙对特高压断路器传动机构动力学特性的影响，利用非线性弹簧-阻尼模型模拟了接触碰撞中的法向力，利用修正的库仑摩擦力模型模拟了接触碰撞中的切向力，建立了该机构含多间隙副的多体动力学模型。运用多体系统动力学软件ADAMS，在特定工况下对传动机构的合闸过程进行了动力学仿真分析。仿真结果表明，运动副间隙对传动机构位移影响较小，但对速度和加速度影响较大，且随着间隙增大，这种影响越显著，机构的运动稳定性越差。
为了给航空公司制定航空发动机拆换计划提供科学合理的依据，基于视情维修方式，对航空发动机的在翼寿命进行了研究。首先，根据发动机历史拆换记录，基于比例危险-比例优势模型建立了发动机维修决策控制限的数学模型。然后，利用基于最小二乘支持向量机的时间序列预测方法对发动机状态参数进行了趋势预测，进而结合维修决策控制限模型便可得到发动机在翼寿命的预测结果。最后通过实例验证了该方法的有效性和实用价值。
考虑受辊系振动影响时轧制力的动态特性,建立了板带轧机辊系非线性振动模型。采用平均法求解得到振动系统的幅频响应，分析不同轧制速度和外激励幅值对幅频特性的影响规律。运用奇异性理论分析振动系统静态分岔行为，得到系统分岔的转迁集以及出现不同振动形态的临界条件。以轧制速度为分岔参数，研究轧机辊系振动系统动态分岔特性。结果表明：轧机辊系振动行为对轧制速度变化十分敏感，振动幅值随着外激励幅值和轧制速度增大而增大，系统不稳定频率范围随着轧制速度提高而减小，随外激励幅值增大而增大；系统随轧制速度变化出现阵发性混沌运动，结合最大Lyapunov指数曲线得到稳定轧制时的速度范围。研究结果为抑制轧机振动和保障轧机稳定运行提供了理论参考。
利用外部永磁铁、悬臂梁和压电材料等构成了能量收集系统，并对该系统的影响因素进行了理论与实验探究。结果发现：只有在合适的磁铁距离下，系统才具有双稳态特性，而且这种特性拓宽了系统的频率响应范围，使系统获得更大的响应幅值。只有在适当的激励幅值和激励频率下，该非线性系统才能获得比线性系统更高的能量俘获效率。
永磁调速器通过调节永磁转子和导体转子的相对位置来实现离心式负载速度的调节和电机的节能，是一种新的调速设备。为了深入研究筒式结构永磁调速器的磁场及机械特性，基于三维运动涡流场，建立了筒式永磁调速器的有限元模型，并对其磁场进行了瞬态分析，得出了筒式永磁调速器的磁场和涡流分布情况，以及输出功率和转矩随转差率和啮合面积的变化曲线。分析结果与试验结果的对比验证了有限元分析方法的正确性。
基于USB总线技术与自复位光栅位移传感器开发了凸轮轴轮廓在位测量装置，对磨削后的凸轮轴进行了在位升程测量。介绍了测量原理及升程测量过程，采用“敏感点”法并结合三次均匀B样条拟合与最小二乘法对测量数据进行了处理，求解了凸轮升程的起始转角，获得了凸轮的实测升程。利用在位测量装置与BG1310-10型凸轮轮廓检测仪针对同一凸轮轴样件进行了对比检测实验。结果表明，该在位测量装置能够满足凸轮轴加工轮廓误差检测的精度要求。
提出了一种基于模糊PID扭矩识别系数K的计算方法，并利用K对驱动模式进行初步判断。使用粒子群-蚁群组合优化算法对控制策略中的关键控制参数及部分动力系统参数进行了优化。优化后，在保证整车动力性的基础上，油耗和排放都有所降低。对优化后的控制策略进行了硬件在环仿真，仿真结果表明，基于模糊PID扭矩识别的控制策略可以实现基本的能量管理，且控制效果优于未引入模糊PID扭矩识别的控制策略。
以自主提出的PU-RCRR-CRRR两转动一移动解耦并联机构为研究对象，针对虎克铰的运动副间隙，结合Lankarani-Nikravesh接触力模型与牛顿-欧拉法建立了机构动力学模型；分析了机构的动态响应，并通过Poincare映射以及最大李雅普诺夫指数对机构混沌现象予以辨识。研究结果表明，含间隙的两转动一移动解耦并联机构的动力学响应中确实存在混沌现象。
为解决现有路面测量方法不能兼顾准确、通用、低成本、便于携带的问题，开发了一种基于逐次二角法的路面形状测量系统。该系统通过距离旋转编码器测量行驶距离，角度旋转编码器测量前后连杆间夹角变化值，通过MATLAB进行数据处理。根据逐次二角法得到了被测路面的断面高程曲线。分析了逐次二角法测量的累积误差、倾角误差、采样间隔误差。该测量系统在实际测量中，测量坡度的相对误差为0.6%，测量圆弧半径的相对误差为0.5%；10m水泥路面的测量中，以水准仪测量的结果为基准，偏差小于3mm。
高速加工中心高速主轴是一种复杂的力-热耦合系统，针对其数学模型边界条件难以确定这一难题，提出了一种在少量试验数据组的基础上推定有限元模型热学边界条件的方法。该方法应用最小二乘支持向量回归对样本参数进行辨识，结合遗传算法，实现了高速主轴有限元模型热学参数自适应辨识。结合HMC-80高速高速主轴进行了实验应用，验证了该方法的有效性。
根据相关滤波提取信号幅值和相位的原理，定义了不平衡信号的近频噪声干扰度的概念，并构建了近频噪声干扰度模型，揭示了干扰度随频率差变化的分布规律；进而提出了一种基于变采样长度相关滤波的不平衡信号提取法，在短数据情况下根据MUSIC谱确定幅值最大的近频干扰信号频率，结合近频干扰度分布规律合理选择采样长度提取不平衡信号幅值和相位。电主轴动平衡测量实验和仿真结果表明：与传统定采样长度相关滤波相比，所提方法受信噪比波动影响小,抗近频干扰能力强,在采样长度更短时提取的不平衡信号幅值和相位的方差更小。
为实现成对微部件反向同步动作的精密定位，设计了一种双足反向型直线超声电机。该电机以矩形板面内一阶纵振和二阶弯振模态为工作模态，通过三角形结构将激励振动放大并在驱动足位置形成椭圆运动，从而驱动两滑条实现反向直线输出。基于工作频率一致性要求进行了电机结构优化，采用谐响应分析验证了设计的可行性。建立定子滑条刚柔接触有限元模型，实现了电机输出性能的仿真。仿真结果说明该电机具有较好的稳定性，空载速度和输出推力分别达到120mm/s和30N。
针对尿道括约肌功能障碍引起的重度尿失禁问题，设计了一种超声汽化蒸汽驱动的尿道阀。运用超声学、热力学和磁学理论建立了尿道阀的数学模型，通过仿真和实验研究了超声控制参数对尿道阀驱动特性的影响规律，通过实验研究了尿道阀的启闭特性。结果表明：尿道阀原理可行，数学模型简单有效；增大超声波的声强、辐射面积和频率，均可提高尿道阀的驱动特性；尿道阀的启闭特性良好。
为有效抑制随机振动对超精密定位与加工装备性能的影响，提高本体机构的固有响应频率，提出了基于多目标拓扑优化的全柔顺并联机构构型设计方法。基于折衷规划法和平均频率法定义了多目标优化函数，并以体积分数为约束条件，建立了全柔顺并联机构SIMP拓扑优化模型。基于Optistruct软件及优化准则算法，并结合微分矢量同构映射雅可比矩阵，实现了全柔顺并联机构构型多目标拓扑优化设计。研究结果表明：所设计出的3-PRR型全柔顺并联机构与并联原型机构具有微分运动一致性，且优化过程中的频率交叉振荡明显减弱并趋于收敛。
以某“一字型”折叠翼展开机构为研究对象，应用研制的折叠翼展开试验装置，进行了不同转矩下的展开试验，得到了其关键性能参数变化规律。参照“一字型”折叠翼展开机构原理样机的实际几何参数、物理特性及约束条件，在ADAMS中建立其虚拟样机模型，通过仿真分析得到了对应驱动力下折叠翼的运动参数和展开性能参数的变化规律。对比分析仿真与试验结果可知：弹翼能及时展开到位，准确定位、可靠锁定，且展开过程中各部件之间无干涉，满足设计要求。
针对智能纺织品中微细线路制备工艺复杂、成本高、柔性差等问题，提出了喷射打印与化学沉积技术相结合制作微细线路的方法。利用构建的气动式微滴喷射系统，以100μm的喷嘴对抗坏血酸和硝酸银溶液进行了可控稳定喷射及沉积成形试验。试验获得了两溶液可控稳定喷射的工艺参数，且微滴在基板上沉积的点阵均匀、成形线宽基本一致，成形银线具有一定导电性。
提出一种基于电场测量的无损检测方法，该方法通过检测通电试件外电场的变化来实现内外缺陷的非接触检测。对通电试件的电场进行仿真计算，模拟出电场的分布并分析了缺陷电场的信号特征。以半导体材料为被测试件，在高电压激励下采用被动式的共面电容探头探测到了内外缺陷的电场信号。实验与仿真结果的一致性表明，采用该方法对金属和非金属材料进行内外伤的检测具有一定的可行性。
根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理，给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型，对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算，并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机，制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统，对系统进行实验研究，获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明，该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。
研制了以数字信号处理器（TMS320F28335 DSP）为核心的磁悬浮轴承数字集成控制器，取代了一般的位置控制器和部分功率放大器环节，编制了相应的控制算法，采用试验方法研究了该数字集成控制器的静态和动态性能。将该数字集成控制器应用于五自由度磁悬浮轴承柔性转子系统，实现了转子的静态稳定悬浮和高速旋转。研究结果表明，采用数字集成化的设计方法，能够优化磁悬浮轴承的电控系统，且具有成本低、程序的可移植性强、可靠性高、体积小等优点。
在分析现有子午线轮胎非自然平衡轮廓设计理论的基础上，以12.00R20和385/55R22.5两种规格载重子午线轮胎为研究对象，利用酒井秀男非自然平衡轮廓理论、Frank非自然平衡轮廓理论及新非自然平衡轮廓理论对胎体轮廓进行设计。利用有限元分析技术，从轮胎磨损、滚动阻力、抓地力等方面，对三种轮廓理论设计的两种规格轮胎的性能进行综合对比分析。结果表明：酒井秀男的设计理论适合于断面高宽比较大的轮胎；Frank的设计理论适合于断面高宽比较小的轮胎；新非自然平衡轮廓理论设计能够减小轮胎磨损，降低滚动阻力等；轮胎胎体轮廓设计对轮胎性能具有重要影响，尤其对滚动阻力具有显著影响，新非自然平衡轮廓设计理论为低滚阻轮胎设计提供了方向参考；新非自然平衡轮廓设计理论可解决轮胎性能间不相容的难题。
针对某汽车起重机行驶中出现的共振，运用LMS振动测试系统测试了该车匀速行驶时的加速度信号。结合车轮激励的理论，进行了传递路径分析，发现整车共振频率与车轮的激励频率相一致，车桥振动幅值与车轮不均匀量成正比。从而推断该共振是由车轮失圆的激励引起的，提出改进方案后，对该方案行了验证试验，结果表明：加速度响应的均方根值较原方案的相应值下降了35%，共振现象消失。
以汽车紧急制动工况为研究对象,设计和研制了一种汽车真空辅助制动系统，该系统主要包括机械执行机构、制动吸盘、真空系统、弹射收起系统、控制系统五个部分。对该系统进行了理论分析和实验研究，结果表明，该系统可显著提高汽车制动效能， 可有效缩短汽车紧急制动时的制动距离，从而有效降低交通事故的发生概率并降低交通事故的严重程度。
