针对大多可靠性工程问题中机构极限状态函数为隐式的情况，提出了一种基于极限学习机（ELM）回归近似极限状态方程的可靠性及灵敏度分析的新方法.通过极限学习机与蒙特卡洛法相结合，利用极限学习机快速学习的能力，将复杂或隐式极限状态方程近似等价为显式极限状态方程，运用蒙特卡洛法计算出机构的失效概率，然后由高精度的显式极限状态方程进行各随机变量参数的灵敏度分析.该方法采用了基于单隐层前馈神经网络极限学习算法，因而在拟合非线性极限状态方程上表现优越，计算精度和效率高.最后以某型起落架中可折支撑锁机构为对象，进行了机构的可靠性及敏感度分析.结果表明：该方法具有高精度和高效率的优点，在工程应用上具有一定的价值．

在细菌觅食算法(bacterial foraging algorithm,BFA)基本原理的基础上,结合“和声搜索”算法,提出了一种改进的细菌觅食算法,并应用于框架结构优化.采用该优化算法分别对一单跨8层框架和双跨5层框架结构进行离散变量的质量优化设计,并与细菌觅食算法的计算结果进行了比较.计算结果表明改进的细菌觅食算法应用在结构优化中具有较好的收敛速度和精度,可应用于工程结构的优化设计.

基于模型的设计方法，利用Matlab/Simulink对磁悬浮系统进行浮点数字PID控制仿真,并结合定点控制器DSP2812，实现系统控制的快速构建，达到系统模型及控制设计、系统仿真和硬件实现的无缝集成，从而加速控制系统的快速开发.首先，在Matlab/Simulink环境中建立系统控制模型，并利用其自带的定点工具箱对数字控制器进行定点化处理，建立可以移植的带有数字平均滤波的Simulink代码模型.再通过RTDX功能进行算法的调试与验证，并进行代码模型的优化.最终自动生成可靠的C代码到控制器来实现对混合磁悬浮平台的控制，实现在模型仿真和系统实施的集成和统一.并由实物进行了验证．

针对中厚板圆盘剪剪切质量差、剪切力理论计算偏差大等问题开展了生产实测、数据采集、回归拟合处理，得出现有的剪切力理论公式计算结果和实测结果相比误差在-9.56%～+56.5%之间.这些理论公式求解中未考虑随着厚度的增加剪切抗力和抗剪面积的非线性变化,导致剪切力计算结果大幅减小.这些公式适宜于薄规格钢板的剪切力计算,但用于厚板剪切力计算还要进一步完善.同时,建立了一个综合剪切钢板厚度、材料属性、累积剪切面积的圆盘剪剪刃间隙调整模型,并且考虑了刀盘装置在剪切受力过程中的变形对剪刃间隙影响.因此,针对不同的圆盘剪设备,要在该模型中考虑刀轴载荷—变形值的影响,对模型进行修正完善,就可获得适合于自己的间隙调整工艺参数.

为提高风力发电机组设计可靠性，需得到风力机在实际运行过程中叶片气动载荷的计算方法.从工程角度出发，对风力发电机使用的NACA专用翼型进行分析，结合薄翼理论推导出攻角变化特点，并依据风切变理论和塔影效应得到风力机实际运行时叶片在各个位置点的气动载荷.依据实际情况对风轮受力平面进行工程简化，得到风力机叶片气动载荷的计算方法.将此方法计算出的气动载荷与试验测量结果进行比对，吻合度较好.

通过以3-TPT并联机构作为研究对象,建立该并联机构的运动学正、逆解方程,并利用LabVIEW和MATLAB软件进行运动学逆解仿真,从而得到伸缩杆杆长理论变化曲线.在ADMAS/View环境中,构建该并联机构的虚拟样机,并对其进行运动仿真,得到各杆杆长的变化曲线.通过对比伸缩杆杆长理论变化曲线,验证了运动学逆解方程的准确性.同时也说明该并联机构在空间运动时,具有良好的平稳性.除此之外,利用虚拟样机技术对并联机床运动学进行研究,避免了复杂的数学建模与推导,从而大大缩减了运动学分析工作量.

针对某光学系统要求，对滚子摆动从动件盘形凸轮的设计和凸轮滚子间接触应力与机构体积的综合优化方法进行了研究.根据设计要求，通过Matlab软件，用解析法获得凸轮理论廓形曲线，采用赫兹公式对得到的凸轮曲线进行接触应力分析，建立接触应力和机构体积综合优化的数学模型，通过优化使得最大接触应力由198 MPa降至176 MPa，下降了11%，同时机构体积下降了50%，使机构更好地满足了使用要求和小型化的要求.

在交叉口立面CAD方法中，传统二维方法不能进行三维可视化设计和空间分析，曲面拟合方法没有统一的应用标准并且求解困难.以CAD和方格网设计等高线法为前提，提出了交叉口的通用几何模型和设计流程，分析了用不规则格网和不规则三角网的混合数字高程模型表达三维设计面的优势和可行性，讨论了建模的原理和步骤，阐明了运用数字高程模型生成等高线和查询高程、坡度、坡向的方法.在AutoCAD平台上，用.net二次开发技术和托管C++语言编程实现了程序功能.试验结果表明，该方法能精确高效地处理各种形式交叉口.

为了获得某型挖掘机斗齿点云逆向造型的实体化模型和CAD工程图样，研究了斗齿点云快速实体化的方法.采用基于“曲面重构—实体化—工程图”的逆向设计途径，提出把对精度要求高的内腔和销孔部位及对精度要求一般的斗齿外形分别用Imageware及Geomagic Studio软件完成曲面重构和基于Pro/E软件完成曲面合并和实体化的逆向策略，介绍了斗齿点云的数据分割、曲面重构与合并、实体化以及其工程图获取过程中的主要过程和方法.研究结果表明：对于型面数量多而复杂的斗齿，曲面逆向工具的选取及点云的数据分割方法是否得当是决定曲面和实体模型重建效率和成败的关键，通过恰当选择逆向策略和工具，合理简化点云的分割、曲面重构与合并以及实体模型的建立等，可显著提高逆向设计效率.

工业生产过程中很多采用三维运动控制,该运动在很多场合还是采用继电器接触器控制,控制的稳定性和可靠性不高,消耗了大量的人力和财力,因此对此类运动的特性作一个总结,并建立系统的通用控制目标,采用PLC的控制方法对其控制.该控制方法适用于所有的三维运动,在具体应用中,只要通过编程改变其参数就可以达到运动控制的目的.将该方法应用在污水处理移动罩滤池的三维立体控制中,取得了良好的控制效果.

存储测试的主要特点是测试仪器置于被测对象内部或被测环境中实时地获取动态参数，为了减小测试仪器对被测对象的影响，需要减小测试仪器的体积，实现测试仪器的微型化.针对存储测试仪器的微型化需求，提出利用SoC系统集成、模块化结构等技术，将数字电路的ADC模块、控制模块、存储模块、接口模块等集成在专用SoC芯片中，同时，将测试电路分为模拟电路、SoC数字电路、电池等模块，立体封装在机械壳体里，设计并实现了微型化的动态参数记录仪.基于SoC的微型化动态参数记录仪体积约10 cm³，可以嵌入被测体内或者置入被测环境中，实时获取相关动态参数.试验表明，基于SoC的微型动态参数记录仪可以用于应变、侵彻加速度、火炮膛内压力等动态参数的测试.

射孔器枪外环空压力不能直观反映射孔过程，为满足油气井射孔工艺优化以及射孔弹威力评估对腔内压力参数的需求，研制了射孔器腔内压力测试仪.由于射孔器腔内的特殊环境，其对测压仪器的体积以及形态具有严格的要求.鉴于在克拉玛依油田XXX射孔基地射孔作业测试试验的总结，仪器壳体的形变直接影响到仪器内部测试电路，因此在塑性力学基础上采用“弹型”结构对测试仪器的壳体进行了进一步的设计研究.结果表明，“弹型”厚壁壳体结构具有良好的吸能作用，解决了壳体抗震性差的问题.

为提高RFID系统识别率，优化设计RFID系统，需要确定影响RFID系统识别率的关键因子.基于关键过程输入变量、关键过程输出变量的模型，提出了一种分析影响RFID系统识别率关键因子的试验设计方法，并确定了关键因子为标签与读写器平面夹角、读写器天线数量、标签与读写器距离.通过测试，分别在标签嵌入汽车轮胎未硫化和硫化两种情况下，进一步确定影响嵌入式RFID系统识别率的各关键因子.最后，应用MINITAB统计软件，采用二项logistic的回归分析方法，分析了各关键因子对识别率的贡献情况.统计分析结果有利于优化设计RFID系统，提高RFID系统识别率.

针对D-S证据理论中高度冲突的证据难以融合的问题，提出一种基于海明距离的证据合成规则.首先根据冲突系数的大小判断证据冲突程度，利用海明距离确定的相似度区分每条证据，并赋予权重，然后对原始基本信度分配函数进行重新分配，最终得到更加合理的合成结果.将该数据融合方法用于电力系统的故障诊断实例中，表明该方法合理有效，计算结果更符合实际.

磁力耦合器是在真空、化工等领域广泛使用的一种传动机构，当磁力耦合器负载突然增大而过载时，会产生滑脱而结束扭矩传递的现象.为解决这一问题，经过理论推导，建立了磁力耦合器启动过程的扭矩传递数学模型，推导了单纯性启动脱耦的判定条件.在此基础上，应用MATLAB软件模拟了磁力耦合器的启动及脱耦过程，并用扭矩与转角差实验台进行了试验，验证了单纯性启动脱耦的判定条件.提出了采用延时启动的方法可以解决磁力耦合器的脱耦问题，对磁力耦合器的推广应用具有重要意义.

为了解决机载电子系统处理平台高度综合带来系统资源竞争及深度耦合的问题,将系统综合扩展到前端机电领域,采用分布式综合模块化机载电子系统(DIMA)架构理念,把计算资源分离到与信号源相近的区域,以分离式小机柜取代集中式大机柜,采用高速总线进行分布式机柜互联,重点分析了航电全双工交换式以太网(AFDX网络)、时间触发式以太网(TTE网络)、基于以太网的无源光网络(EPON网络)在DIMA系统中的应用,对比了这3种总线网络技术特点,最后以空客分布式机载电子系统架构为例分析了分布式机载电子系统架构的优势和特点．通过采用DIMA系统架构,解决了机载电子系统处理平台资源竞争和深度耦合问题,同时简化了背板结构,在民用飞机上具有广阔的应用空间．