影响采矿方案的因素错综复杂，为了建立科学合理的采矿方案评价体系，首先将影响因素进行分级，利用模糊数学确定各级影响因素的权重.由于噪声数据的存在，采用优势变精度粗糙集构建采矿方案评价体系，可以辨识规则间的不相容性，对条件属性进行约简，并生成最少偏好规则集，分类质量为100%.然后利用灰色关联度理论对约简后的属性进行优势分析，得到各属性对于方案的重要程度，完善采矿方案评价体系.研究结果表明：优势变精度粗糙集相对于经典粗糙集更具规则性，构建采矿方案评价体系是科学有效的.

信息化产品的黑箱操作容易引发设计师和用户之间的认知鸿沟，在交互设计中对产品形态进行视觉认知分析所得结论可以帮助设计师更好地理解用户行为.运用认知心理学中视知觉的理论研究方法，对交互设计的产品形态进行视觉分析，得出规律性结论，提出了相应的设计原则，并运用案例对理论进行了实际应用分析.研究表明：视觉形态认知的第一要素是形态的空间特征识别，并以极简的形式出现；形态中存在“图”“底”关系转化，并可以帮助用户认知思维进行功能性的转变；交互类产品可以根据其特点进行色彩和形态有目的性的相互引导；情境对用户理解交互过程至关重要.

由于人工蜂群（artificial bee colony，ABC）算法存在收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点，采用设置自适应缩放因子和基于适应度排序的选择方式代替传统的轮盘赌模型，提出了一种改进的快速人工蜂群算法（fast artificial bee colony, FABC）. 基于这种FABC算法对4个离散变量的几何优化模型进行了优化，并与遗传算法(GA)、蚁群算法(ACA)、启发式粒子群优化算法（HPSO）和群搜索算法（GSO）作了比较. 结果表明，这种改进的人工蜂群算法具有较好的收敛精度. 另外，ABC算法以及FABC算法结构简单，可应用在其他优化问题上.

为优化一种风洞6_PUS并联支撑机器人的动力学性能参数，采用螺旋理论推导了该机构的力雅可比矩阵和Hessian矩阵，并基于一、二阶影响系数法，在全域工作空间内，对影响6_PUS风洞并联支撑机器人动力学性能指标的主要结构参数进行了优化分析.对该机器人动平台、球铰位置、拉杆长度、平行梁宽度等参数对动力学性能的影响进行了仿真.从仿真结果来看，6_PUS并联机器人的动力学性能较差，要使机器人获得最佳的综合性能，则需要对这些参数进行综合优化.通过对这些参数和性能关系之间的全面考虑，最后选定了并联机器人的主要设计参数，使机构性能达到了设计要求.

月壤为离散介质，其力学行为不仅受外部因素影响，而且受月壤颗粒形状之间相互作用和约束因素影响，一般连续介质力学难以模拟其力学特性，而离散元法作为一种分析离散介质的数值方法，可用来模拟器具与月壤相互作用的力学行为.基于前苏联Luna24月面钻取采样过程力学机理分析，首先对钻取运动过程进行分析，然后应用PFC3D离散元软件，构建离散元月壤模型，通过赋予颗粒接触刚度、摩擦系数、粘结系数等定义月壤本构模型，仿真钻取过程，对比钻取消耗能量和钻进阻力.计算结果表明螺距和转速对钻取消耗能量和钻进阻力影响较大，螺距越大，转速越高，钻取消耗能量和钻进阻力越大，且与螺距和转速呈线性关系.研究结果可为月表采样机构的设计与优化提供借鉴.

研究展开过程中的折痕特性，并在弹簧质点系统基础上，提出一种基于折痕展开特性的简化分析模型，将平行折叠的柔性结构转化为折痕上的质点及连接的弹簧．分析了折痕刚度对展开的影响，给出完全展开的判定准则及通用拓扑关系，并推导了理想展开时点的运动轨迹．应用本模型对正四边形柔性结构在边框张拉受力下进行展开分析，利用自编程序通过特定功能模块实现非理想展开过程仿真．仿真展开过程与理论轨迹基本相符，验证了分析模型的合理性．并对展开过程中的受力、变形进行分析，探讨了折痕刚度对模型展开的影响．拓展了弹簧质点系统的应用范围，为柔性结构的分析、建模及仿真给出建议．

盾构机推进系统可以看作一个振动系统，为了研究土压平衡式（earth pressure balance, EPB）盾构机推进系统对初始条件的振动响应，用模态迭加法推导了无阻尼系统对初始条件的振动响应计算公式，在此基础上考虑地基弹簧的影响建立了五自由度无阻尼EPB推进系统振动模型，并推导了该振动模型对初始条件的振动响应.分析算例振动响应得出了绕X轴和Y轴的初始角度对推进系统的姿态影响很大.当初始角度为1°时，盾构机推进系统就会发生高达2753°的偏转，这样对盾构机姿态角的调整会产生很大的挑战，甚至会使盾构机偏离计划路线太多无法完成掘进工作.研究结果对工程上EPB盾构机掘进过程中姿态角调整具有一定理论指导意义.

为了了解纵轴式掘进机的纵向振动特性，提高机器工作的可靠性，分析并确定截割头随机载荷的数学模型，利用拉格朗日方法建立了该型掘进机的纵向动力学模型，通过拉氏变换法对动力学方程解耦，得到了其3阶固有频率和振型.为进一步探究截割头与悬臂、悬臂与机体的刚度对截割头和悬臂振动的影响，利用虚拟激励法求得截割头、悬臂的纵向位移响应，并在ADAMS中对整机多刚体动力学模型仿真，验证了该方法的可靠性.研究结果表明：系统的纵向振动固有频率在6 Hz内，通过增加悬臂与机体的刚度能明显减小外随机激励作用下截割头和悬臂的振动.所得结论为改进掘进机设计和参数优化提供理论依据.

为解决传统物料振动分拣平台无法实现多维振动的问题，提出了一种三自由度并联物料振动分拣平台，可满足物料振动分拣需要.该机构由共面的2条（P-R-U）支路及1条（P-R-C）支路组成，可实现动平台沿x，z轴的平移和绕x轴的转动.应用D-H矩阵对该并联机构进行运动学建模，通过运动学正、反解理论分析，建立机构输入、输出变量间运动学解析表达式.运用Matlab对位置正解进行计算，通过Mech/Pro接口软件将Pro/E中建立的模型导入ADAMS中进行运动仿真，并将计算结果与仿真结果进行分析和对比.两者结果相同，验证了结构分析及位置求解的正确性.

针对矿井摩擦提升机高速恶性滑动工况，以准确获得摩擦提升机摩擦衬垫的热应力场为目的，选用常用摩擦衬垫G为研究对象，在热机械分析仪（ZRPY300）上开展研究，〖JP3〗分析了不同压力（0~10 N）和温升速率（1~5 ℃/min）对摩擦衬垫线膨胀系数的影响规律.〖JP〗研究结果表明：在一定压力和温升速率下，随着温度的升高，衬垫线膨胀系数逐渐增加，当温度升至120 ℃时，曲线发生转折并呈现逐渐减小的趋势；当达到195 ℃左右时，曲线发生第2次转折，出现了再次增加的现象；在温升速率一定时，压力越大，对其曲线变化的影响越明显；当压力一定时，温升速率的变化对其曲线的影响较为复杂.最后，通过多元回归的拟合，得到线膨胀系数、温升速率及压力间的定量关系，可为高性能衬垫的研究提供一定的基础数据.

为了分析结构参数对浮环轴承动态特性的影响，以摩擦学和流体润滑理论为基础，采用浮环转速比为切入点推导出偏心率与结构参数的变化关系，并以此为基础应用有限元法对其进行分析，得出浮环轴承的动态特性系数随结构参数的变化规律.研究结果表明：总交叉刚度的绝对值和总主阻尼随浮环内外半径比或间隙比的增加而减小；总主刚度的绝对值和总交叉阻尼随浮环内外半径比的增大而减小，随间隙比的增加而增加.研究结果为浮环轴承设计提供了参考依据.

为提高双腔颚式破碎机破碎力计算的准确性，使用速度瞬心法，分析双腔颚式破碎机偏心轴旋转360°动颚的运动规律及破碎腔的变化规律，提出有效破碎腔折算系数，并对破碎力的变化规律进行分析.结果表明，破碎力随有效破碎腔的变化呈周期性变化，修正了最大破碎力计算公式，得出双腔颚式破碎机在偏心轴转至（水平向右逆时针转起）170°时左腔破碎力达到最大值，转至350°时右腔破碎力达到最大值.对完善双腔颚式破碎机的基础理论有重要意义.

针对STL文件存在大量冗余数据、缺少拓扑信息的问题，研究了顶点、边和三角面片之间拓扑关系重建算法.使用C++标准模板库的容器和迭代器技术进行编程，借助红黑树结构，去除STL文件中的冗余数据，加速建立半边拓扑结构，并且能够快速完成指定的顶点、三角面片的邻域搜索，以及快速确定模型的边界.实验结果表明，该算法能够有效、稳定地完成STL数据的拓扑重建任务，并且效率优于改进的直接算法.

针对生产阶段有限的多变量自相关生产制造过程，研究了过程动态噪声为有色噪声、调整花费成本为二次型函数情形下的过程调整策略问题.在建立过程状态空间方程的基础上，利用卡尔曼滤波方法在线估计过程的状态变量，根据随机二次型最优控制理论，得到了使过程质量损失最小的最优调整策略.通过算例解释了最优调整策略的实现方法，并进行了仿真验证.结果表明，提出的调整策略与过程噪声为白噪声时的调整策略相比，能更有效地减少过程的总体质量损失.

针对现有盾构管片拼装设备低精度、低效率、低可靠性的问题，以实现管片高效拼装为核心目标，设计了管片拼装试验台监控系统.在全面分析了管片拼装试验台的原理及监控需求的基础上，首先设计了以工控机为控制核心及以PCI数据采集控制卡为输入和输出模块的数据采集控制系统，接着分别设计了以软起动器为启停控制设备的动力电机电器控制线路及采用直接启动方式的风冷器电器控制线路，继而基于LabVIEW开发了可实现高速数据采集及实时控制的试验台监控系统软件，最后依据相关设计搭建了管片拼装试验台监控系统. 监控系统运行结果表明，硬件运算高速、可靠，软件设计合理、有效，该系统在试验台的操作过程及管片高效拼装方法的研究过程中发挥了重要作用.

为解决飞机舵面加载控制中出现的强干扰、耦合等问题，分析被动式加载系统中干扰力矩的特点，对前馈补偿方法中存在的高阶微分补偿控制器物理上难以实现以及模型失配问题,提出了基于改进型前馈补偿结构和FCMAC-PID控制算法相结合的复合控制方法.在前馈补偿控制器设计中采用加载马达输出转轴角速度作为补偿输入，该种补偿器不仅有效地消除了多余力矩，而且降低了整个系统以及补偿器的阶次.针对普通PID控制器快速性和稳定性之间的矛盾，研究了FCMACPID控制器，在保证稳定性的同时快速性得到了改善.仿真表明：采用补偿复合控制器可以有效消除扰动，系统能快速准确跟踪载荷谱.