为了实现往复式压缩机排气量的无级调节,满足气量调节对配流过程响应快速性和平稳性的要求,提出一种基于双阀结构的先导式电液配流系统.建立压缩机吸气和回流过程中的配流气阀动力学模型,通过联合仿真研究主要设计参数对电液配流系统动态特性的影响.研究结果表明：电液执行机构的压力飞升和卸压速率是影响气阀动作快慢的关键因素；所设计的配流系统中气阀开启和关闭滞后时间均小于10 ms,气阀响应速度显著提高；供油压力10 MPa、阀片行程2 mm条件下阀片与阀座和行程限制器的撞击速度分别为0.214和1.35 m/s,充分满足可靠性许用要求；气阀动作试验曲线与仿真结果拟合程度高,所述联合仿真模型可以作为电液配流系统性能分析的研究平台.

为了提高工业机器人制孔的位姿精度,控制锪窝深度误差,利用激光跟踪仪跟踪机器人位姿,获得位姿偏差,并对机器人位姿偏差进行补偿,提高机器人制孔的位姿精度；利用光栅尺构成闭环控制系统,将制孔过程中机器人与工件变形引起的误差补偿到制孔刀具的进刀位置,从而保证埋头螺栓孔的锪窝深度.采用该跟踪、补偿系统在平面试验件和曲面试验件上进行了工业机器人制孔位置精度和锪窝深度补偿加工试验.结果表明,机器人的位置精度和角度精度达到0.05 mm和0.05°,锪窝深度误差控制在0.03 mm以内.

针对飞机大部件调姿机构球铰磨损量预测问题,提出一种含间隙的球铰磨损模型.根据球铰的几何结构构建运动学模型；采用含迟滞阻尼系数的连续接触力模型与改进Coulomb摩擦力模型建立球铰的动力学模型；结合Archard方程建立球铰的磨损模型.为了能够获得接触表面的磨损分布情况,将磨损表面离散,借助Hertz接触理论计算接触力的分布,并以离散后的单张曲面为单元分别计算与保存单张曲面磨损量.针对一种四定位器的调姿机构,模拟调姿过程进行仿真计算,结果显示：单个球头表面磨损分布并不均衡,4个球头之间的磨损分布情况类似,但是磨损量存在一定的差异.该磨损模型能够用于调姿机构寿命的预测,并对调姿机构的机械设计提供参考.

针对当前转炉出钢下渣检测系统检测准确性不高、使用寿命短、安装维护困难等问题,提出基于相位一致性的红外下渣检测方法.通过对转炉出钢下渣过程和钢水钢渣混流图像特征的研究,构造改进的相位一致性模型,并利用正交的logGabor滤波器组求解模型.该算法很好克服传统边缘检测方法容易受到亮度、对比度以及噪声影响的缺点,能够检测到清晰并且连续的钢渣边缘.工业现场试验结果表明,该方法在提高红外转炉出钢检测系统的检测准确率和控制钢包渣厚两方面效果明显.
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为了提高Eclat算法的效率,从剪枝、项集连接和交叉计数3方面对Eclat算法进行优化.将后缀相同的项集归为一个等价类,使剪枝更充分,剪枝时引入双层哈希表加快搜索候选项集子集的速度；提出项集集合划分链表,以减少项集连接过程中比较判断的环节；提出事务标识（Tid）失去阈值,以加快交叉计数的速度.在此基础上提出一种优化的Eclat_opt算法(ZAKI),把它与Eclat原算法以及其他2种Eclat改进算法Diffset (ZAKI), hEclat(熊忠阳）进行对比实验的结果表明,Eclat_opt算法的效率在稀疏数据集上最高,总体时间性能最好.

针对机器人动力学参数辨识的问题,提出一种基于改进傅里叶级数的辨识方法.采用静态连续摩擦模型描述机器人关节摩擦特性,以确保基于该模型的摩擦补偿是物理可实现的.推导得到机器人动力学模型的线性形式.设计严格满足速度、加速度边界条件的改进傅里叶级数作为激励轨迹,并根据条件数准则优化激励轨迹系数.考虑测量噪声的影响,采用最大似然法作为参数估计的方法.实验结果表明,采用所提方法的辨识结果能够准确重构机器人关节力矩值.且相比于传统的基于傅里叶级数的辨识方法,该方法提高参数辨识的精度.

为提高六自由度平台车辆模拟器模拟真实车辆运动感觉的逼真度,结合经典洗出算法提出一种变输入洗出算法.根据模拟器运动空间,对经典洗出算法的输入信号按幅值大小进行划分、变换处理.高幅值输入信号采用缩放处理,以防止超出平台运动空间；低幅值输入信号乘上一个时变比例系数,时变比例系数的确定采用模糊自适应算法,根据人体在运动模拟器上的运动感觉、人体在车辆上的运动感觉以及输入信号的情况,选定模糊控制器的输入、输出和模糊控制规则.以车辆纵向加速度的模拟为例进行仿真,仿真结果表明，运用变输入洗出算法,既能将平台限制在平台的运动空间内,又能充分利用平台的运动能力,提高运动感觉模拟的逼真度.

针对目前汽车驾驶模拟器转向盘系统所采用的各种不同的力反馈模型,分析将力反馈模型统一简化的可行性.建立主要由力矩电机和阻尼器组成的二阶系统模型,力矩电机采用线性控制律,给定相关参数,对模型进行仿真.进而,将驾驶员操作转向盘的对外做功过程视为存在人体能量损耗,从人机工程学的角度考虑,对力矩电机线性控制律引入人体能量损耗反馈调节,给出驾驶员对转向盘操作过程的能量损耗表达式,建立一种基于能量反馈控制的转向盘力反馈模型.利用MATLAB软件对模型进行仿真分析,该模型能够有效调节电机输出转矩,能量损耗的越多,操作转向盘越省力.研究结果表明,基于人体能量损耗反馈调节的转向盘系统模型,对适应人体逐渐疲劳的生理特性具有较好的效果.

为了得到适于无阀微泵所处低雷诺数层流条件下的总压/压强损失理论,对扩张/收缩管组件各部分进行优化设计.由能量耗散和压强降低原理,建立无阀微泵的总压以及压强损失理论;利用有限元软件,建立扩张/收缩管组件的有限元模型,进行流场仿真分析;分析驱动压强,扩张角对扩张/收缩管组件总压/压强损失以及整流效率的影响.仿真结果显示:扩张/收缩管组件各部分总压损失均不可忽略;当无量纲压力pw大于6.4×104时,出口段的压强损失可以认为是0;总损失系数随扩张角以及驱动压强的增大而减小;当pw小于4.48×104时,扩张角越大微泵整流效率越高;而当pw大于19.2×104时,扩张角越小微泵整流效率越高.

为了解决电极的长期寿命问题,采用有限元方法对电极-脑组织界面的微动进行静态分析和瞬态分析,基于商用电极A1x16-3-100-413进行建模,研究微动频率f和电极界面黏附状态对电极-脑组织界面力学状态的影响.结果表明,f对等效应力σ最大值有显著影响,高频率比低频率更不利于电极的长期稳定性,且存在临界值；f在20 Hz左右时σ接近最大值,超过20 Hz后f的影响减小；电极与脑组织之间的物理耦合度对界面力学状态有较大影响,增强电极和脑组织的黏附程度,可以有效减小微电极尖端和神经组织间的应力、应变以及分层,从而提高电极使用寿命.

以某柴油机为例,研究飞轮壳结构刚度对柴油机机体振动问题的影响.建立发动机整机多体动力学计算模型,并对发动机虚拟样机模型进行试验验证；引入拓扑优化计算方法,以飞轮壳结构刚度最大为优化目标,飞轮壳体积比为约束条件,单元密度为设计变量对飞轮壳结构进行优化设计；并结合工程设计经验对优化后的飞轮壳模型重新建模.分析在安装新飞轮壳之后发动机机体振动和声学特性,计算结果表明,在对飞轮壳结构进行优化设计之后,机体振动问题得到了有效的缓解,辐射声功率级降低了0.3 dBA,提高飞轮壳结构刚度能够有效降低机体振动,改善机体振动、声学性能.

为研究镁在水蒸气中着火特性,采用可视化密闭燃烧器对镁颗粒进行加热后,观测到颗粒表面重复着氧化层沉积、破碎并剥落的过程,表面光泽明暗交替,直至发生着火.在高温管式炉上,研究加热速率、水蒸气质量分数和粒径对镁颗粒着火温度和着火延迟时间的影响规律.镁在水蒸气中着火前的反应主要是镁蒸发控制的均相反应,表面反应可以忽略.计算得到水蒸气中镁着火的活化能为150 kJ/mol.建立常压下水蒸气中镁颗粒着火的能量方程,采用突变理论中的尖点突变模型分析水蒸气中镁的着火动力学过程,计算不同粒径的镁颗粒在静止水蒸气环境中的着火温度和着火延迟时间.结果表明,对于粒径小于50 μm的镁颗粒,着火延迟时间不超过20 ms.

为了对HCNG发动机进行更系统理论的研究,运用模拟软件GTPower建立YC6J天然气掺氢发动机的仿真模型.仿真数据与原机外特性试验结果对比的误差在5%以内,证明该模型具有较高的准确性.然后通过该仿真模型,进行过量空气系数和点火提前角与燃用不同掺氢比例的HCNG关系的模拟研究.研究结果表明,HCNG掺氢比越大,所对应的最佳点火提前角越小,同时着火极限越宽；在较小的点火提前角或者较大的过量空气系数时,掺氢HCNG能有效地提高热效率,降低燃料消耗；HCNG发动机的NOx排放相比CNG虽有所增加,但可通过减少点火提前角或增大过量空气系数降低NOx排放.同时针对模拟工况,确定最佳的点火提前角和过量空气系数,为HCNG发动机的开发标定,起到理论指导作用.
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针对一台液态排渣旋风炉在不同配风方案下炉内燃烧过程和NOx分布进行三维数值模拟分析,建立液态排渣旋风炉内的流动和燃烧的数学模型,针对近壁燃烧的情况采用trap方式对炉内随气流运动的颗粒进行壁面捕捉.计算结果详细描述炉内的流场组织、温度场、氧气质量分数及不同配风情况下的NOx分布情况,并与该炉运行实验数据进行比较验证.计算结果显示,3种配风方式下液态排渣炉的燃烧均较为完全；相比较其他配风方式而言,分级配风方式下燃烧温度场分布更为均匀,顶部旋流二次风和切向二次风的共同作用加强了炉内气流的扰动,强化了炉内燃烧,使得整个炉膛的温度水平均维持在较高温度段,能够提供足够高温的烟气以满足裂解要求；同时下2层二次风强化了炉内水煤浆颗粒的燃烧,能够更好的抑制NOx的生成,采用分级配风方式下炉膛出口NOx质量浓度可低至684 mg/m3,可以有效减少NOx排放.

为了揭示微波辐照改善煤粉理化特性对提高水煤浆气化性能的影响,采用黏度计、加压热天平和能谱仪等,研究微波改性对水煤浆焦常压和加压气化反应的促进规律.实验发现随着微波时间增加,水煤浆焦的常压气化温度和活化能都有所降低,并且随着压力升高使得气化温度和活化能逐渐降低.当微波时间增加到120 s时,菲律宾水煤浆焦的常压气化活化能从222 kJ·mol-1降低到207 kJ·mol-1,而当气化压力增加到0.6 MPa时活化能降低到185 kJ·mol-1.由菲律宾褐煤制成的水煤浆焦气化反应活性要高于贵州贫煤制成的水煤浆焦,而气化活化能规律正好相反.结果表明微波辐照不仅能提高水煤浆的制浆浓度,还能增强水煤浆焦的气化反应性.

为了研究不同顶角的内螺纹管单相及冷凝的压降及换热性质,对具有相同外径(5 mm)、相同螺旋角(18°)的内螺纹管进行实验,使用制冷剂为R22和R410A,质量流速为200~650 kg/(m2·s）,饱和温度为320 K,进出口干度分别为0.8和0.1.结果表明,内部实际换热面积增加比Aai/Afr是和强化换热系数直接正相关的.其中R22为工质的1#管和R410A为工质的7#管具有相对高的换热系数和相对低的压降.且在计算压降时,应用了Churchill模型［27］得出的摩擦系数及一个合适的相对粗糙度来修正光管的压降关联式.对Kedzierski和Goncalves关联式［11］进行修正,用基于齿根直径的换热面积代替实际内部换热面积,使误差在20%以内.
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针对时均流通过十字型深腔结构时产生的“流体谐振型”声振荡现象,采用大涡模拟方法进行数值模拟研究.发现动态Smagorinsky-Lilly模型和壁面自适应局部涡黏模型均能较好描述振荡频率和压力振幅随时均流速的变化规律,但后者对雷诺应力预测不足.计算结果表明，在支管内会形成典型的驻波声场,并随着流速的变化表现出不同的水力模态和声学模态特征.在此基础上,揭示流体谐振型时均流诱导声振荡的发生机理:驻波声场影响涡结构的脱落以及运动轨迹,而涡结构在运动过程中向谐振腔内的声场输出能量,完成两者的耦合作用.

为了方便地研究回热器等热声关键部件在不同声场下的工作性能,寻找部件最优的结构参数及工作条件,提出一种热声基础实验平台.引入双电机实现系统中声场的可控调节,通过理论及数值计算分析系统内部声场的主要调节方式及特性,并对该方案进行初步实验验证.理论分析结果表明负载电机动质量与外接电阻是调节系统声场的主要方式,之后的数值模拟结果表明负载电机动质量对系统性能的影响大于外接电阻.通过数值优化,系统获得的最大净输出声功及热声效率分别为361 W与 39.1%.最后初步的实验结果表明所提出的实验方案可行,与数值计算趋势一致.

为了解决城市生活垃圾直接焚烧产生的二次污染问题,将城市生活垃圾制成垃圾衍生燃料（RDF）,在高温管式炉内进行富氧燃烧污染物排放特性研究.结果表明: 塑料比例增加,燃烧过程中NOx浓度增大；氧浓度增加,NOx浓度增大；但纯氧条件下RDF燃烧,NOx浓度大大降低.塑料比例增加,燃烧过程中SO2浓度增大；氧浓度增加,SO2浓度降低.当氧浓度为80%时,CO浓度相差不大,纯氧时,塑料比例增大,CO浓度减小；氧浓度增大,CO浓度呈减小趋势,纯氧时CO浓度最小.NOx、SO2、CO的浓度均低于国家标准,说明RDF富氧燃烧有利于降低污染物排放浓度.

为了在750 ℃下制备自修复α-Al2O3薄膜,对Cr质量分数为8 %和18 %的急冷Al-Cr合金在大气气氛中670～720  ℃下进行氧化,并采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和能谱分析（EDS）对氧化膜进行分析.结果表明,Cr质量分数为8 %的急冷Al-Cr合金主要由Cr固溶于Al的单相组织构成,质量分数为18 %的急冷Al-Cr合金则为Al上分布Al45Cr7的双相组织.急冷Al-Cr合金可以在720  ℃的低温下通过氧化制备出薄且致密的α-Al2O3膜,合金的基体组织对氧化结果无明显影响,但Cr质量分数较高时,α-Al2O3膜中固溶有少量的Cr.此外,XRD检测结果表明,试样的表面粗糙度有利于获得α-Al2O3.

为了研究齿式离合器中内啮合齿轮副在接合过程中产生的轴向和周向冲击载荷特性，基于系统动力学分析软件ADAMS，建立齿轮副啮合冲击计算模型，计算轮齿轴向接合过程的动态特性和冲击载荷；分析主动轴连接部件扭转刚度对离合器接合动态特性的影响，并以改善离合器轴向接合特性为目标，改进轮齿端面结构，分析端面结构修形后的动态特性.结果表明，齿式离合器的主动齿和从动齿经过多次碰撞后实现轴向接合，最大接触力和力矩出现在第一次碰撞过程中，结合过程的动态特性与冲击载荷主要与齿轮副转速差、轮齿间隙、主动轴刚度与轴向推动力等因素相关.该结果可为内啮合齿式离合器的改进设计提供参考.

为了在保证自吸性能基础上提高立式自吸泵的效率,在传统自吸泵基础上，提出新型立式自吸泵结构.改进气液分离室及其与蜗壳的匹配关系,采用全新的叶轮和蜗形蜗壳结构,并采用多级副叶轮结构代替单级副叶轮密封、以茶壶嘴结构来保证自吸泵的自吸性能.基于内部流动数值模拟分析传统立式自吸泵和新型立式自吸泵内部流动结构,研究产生流动损失的主要部位以及损失机理.数值模拟结果与试验结果取得较好地一致,结果表明,自吸泵相比普通离心泵的额外功耗主要源于气液分离室和副叶轮,改进后的新型立式自吸泵在保证自吸性能的基础上,效率得到明显提高.结果可为类似自吸泵结构的改进设计提供参考.

针对单相静止无功发生器（SVG）应用场合无法获得瞬时无功、谐波丰富、工况复杂等特点,以提高单相SVG无功补偿精度,增强装置谐波抑制能力为目的,引入单相SVG系统PI加重复控制（PI+REP）的双环控制策略,根据系统数学模型设计数字PI内环,通过内环频率特性设计重复控制外环,将PI控制器低频段优越的动态性能和鲁棒性,与重复控制对周期信号高跟踪精度相结合,改善装置基波补偿精度和谐波抑制能力.频率特性分析表明,该控制策略可以有效消除传统PI控制在基波频率的相位滞后,并将500 Hz以内的相位滞后降低到4.5°以内.仿真和实验结果显示,在该控制策略下单相SVG的无功补偿精度和谐波抑制能力均得到了明显提高.

为解决绳驱动拟人臂机器人在运动过程中产生的误差累积问题以及确定断电后重启的位姿，介绍一种不依靠外部设备的回零方法，即仅依靠自身检测的传感信息和相应的算法实现自回零.针对三自由度的并联球关节的自动回零问题，结合绳驱动并联机器人的结构特点，系统采用增量式编码器与限位开关相结合作为回零检测装置|在此基础上，对机构的运动耦合性进行了分析，提出分三步实现机器人动平台的原点定位与自动回零方法，并通过解耦控制，实现每步回零运动只需主动控制一条驱动绳索|仿真与实验验证这种三步自动回零算法的可行性，能够灵活准确的使机器人回到初始状态.

针对非接触电能传输系统的频率分叉问题,提出一种改进的参数设计方法.将频率分叉参数模型等效为约束条件,以传输效率最高为目标,同时考虑输出稳压、参数额定值等条件,建立系统的非线性规划模型,采用遗传算法来优化模型参数.为了增强算法处理约束的能力,去掉对约束的整体归一化以增大约束的整体权重|对没有可行个体的种群,将核心约束的满足比例作为新的自适应罚参数,以降低违反核心约束个体的适应度.仿真与实验结果表明：该算法处理约束能力增强|所得参数能使系统稳定运行于零相角频率处,无分叉现象|发现系统在频率分叉区外仍可能存在频率稳定的区域,降低系统参数优化的约束强度.

为优化固定极性Reed-Muller（FPRM）电路延时,提出一种适合中小规模FPRM电路的最佳延时极性搜索算法.该算法利用代数法化简某一极性下的FPRM表达式,利用类Huffman算法估计该FPRM电路延时,根据中小规模集成电路的特点结合极性转换技术穷尽搜索延时最优的FPRM极性.对15个可编程逻辑阵列（PLA）格式MCNC Benchmark电路进行测试,结果表明：与其他2种FPRM表达式优化算法相比,与项数分别平均减少了24.3%和25%|与时序交互系统（SIS）优化后的电路相比,延时平均节省了22.2%.

以浙江省乐清市体育场工程为背景,对一种新型的月牙形索桁结构进行1∶15缩尺模型的静力性能试验研究.分析试验模型和实际结构物理参数的相似比例关系,数值验证缩尺后试验模型内力和位移相似比的符合性.介绍模型试验主要节点构造做法、索力和变形的测量方法、张拉和加载方法.采用控制上下径向索索力的方法对结构张拉成形,并考察月牙形索桁结构的初始态预张力分布特点.进行自重、恒载、半跨活载及全跨活载4种工况下的加载试验,并测量径向索和环索内力以及环索节点位移.试验结果表明,控制上下径向索索力的张拉方法能够有效建立结构的设计预张力,环索实测内力偏差与理论值相比可控制在3.3%以内.在4种加载工况下,月牙形索桁结构试验模型的内力和变形值与设计值符合良好,说明在设计预张力下实际结构具有可靠的刚度和承载力.

为确定储液罐动力不稳定现象与激励参数间的关系,采用附加质量矩阵考虑流固耦合效应,以周期变化的几何刚度矩阵考虑壳体应力变化,由位移-压力格式的流固耦合方程建立储液罐在简谐地面加速度下的动力稳定性方程.利用模态截断法降阶上述方程,并基于Floquet理论求解,从而递归搜寻由激励参数描述的动力不稳定边界.利用上述Floquet方法分析Chiba试验模型,并基于B-R准则复核该结果.结果表明,Floquet方法求得的动力不稳定边界与Chiba试验较一致,并与B-R法结果吻合良好.Floquet方法可显著提高动力不稳定边界的求解效率,并消除壳体振型半波假定的影响.