针对有缆遥控水下机器人上要求搭载的机械臂占地面积小、动作范围大的问题,对包括偏转和俯仰在内的6自由度位置变化及抓取的7功能水下液压机械臂进行设计、仿真以及实验分析,利用多目标优化模型对抓取卡爪进行设计,计算液压缸最短行程时,可实现的卡爪开合范围;建立机械臂的D-H参数模型,对机械臂的正运动进行求解,采用Matlab软件仿真分析6个活动关节的运动姿态;搭建功能样机和工程样机开展机械臂的陆上动作及水下试验验证,结果表明,机械臂的6个活动关节位置、速度以及加速度曲线都光滑平顺、无突变,无超调现象;机械臂含抓取卡爪的结构设计合理。

在阐述自动平衡式数字显示仪表工作原理的基础上,详细分析了显示仪表各部分结构参数对系统动态性能的影响,并建立了该系统的数学模型.根据系统动态性能指标的要求,利用软件设计了3种不同的控制器,并利用MATLAB语言对该数学模型进行了仿真,最后分析了3种不同控制规律下的系统模型的仿真结果.仿真结果表明:引入速度反馈(PD控制器)的自动平衡式数字显示仪表具有超调量小、调节时间短、软件实现简单等优点,能满足实际应用对自动平衡式数字显示仪表的动态性能要求.

为了跟踪测量高轨目标,设计了水平式结构的经纬仪.为了与地平式经纬仪联系紧密,在进行坐标转换时采用了船摇坐标转换公式.同时利用几何关系推导了其它两种坐标转换公式,利用Matlab进行了仿真对比,证明了三种坐标转换的正确性和一致性.并且在系统中都得到了实际应用,在应用中证明了三种坐标转换精度的一致性.本文为水平式经纬仪应用的坐标转换提供了可靠的公式,对其它水平式经纬仪工程应用有很好的借鉴价值.

以某公司的液压随动臂为研究对象,建立改进型D-H坐标系,通过运动学正解方程求解了液压随动臂末端执行器的三维工作空间。根据蒙特卡罗方法和极值理论求解压裂作业井口高度处的工作面,研究了在固定停车误差下,液压随动臂臂长对停车距离和工作宽度的影响规律。结果表明,在固定停车误差下,当前大臂长度大于等于后大臂长度时,随着液压随动臂前大臂的加长,停车距离等斜率增大,工作宽度基本不变;随着液压随动臂后大臂的加长,停车距离基本不变,工作宽度等斜率变宽。在此基础上,提出了通过设定合理接口高度,缓解两臂臂长差值较大的方法。研究结果可为液压随动臂优化设计提供理论参考。

柔性手指由双肌肉驱动型单向弯曲关节和单肌肉驱动型单向弯曲关节串联而成,具有2个自由度,弯曲变形时具有大的变形和非线性的特征。根据手指变形规律,采用D-H法创建手指的运动学方程,推导出其对应的力雅克比矩阵,分析手指夹持物体时末端受力情况,建立手指末端输出力与两关节气压增量之间的数学模型,该模型表明手指末端输出力与两关节气压增量近似呈正比。通过MATLAB仿真和实验相结合的方法对手指末端输出力进行研究,所建模型的仿真结果与实验

针对并联机构传统控制方式轨迹跟踪精度误差较大的缺陷,提出了一种基于4-SPS（PS）并联机构的动力学方程和模糊自适应（Fuzzy-Adaptive SMC）滑模控制器的控制系统。首先,基于螺旋理论及反螺旋理论,设计了一种4-SPS（PS）并联机构,并采用微运动法（Micro-Motion Method）对机构的运动学方程进行了探讨。其次,基于机构的动力学方程,结合模糊自适应算法,设计了一种新型滑模控制器（SMC）,模糊自适应算法的作用是实时地修正系统的不确定和非线性项参数,有效抑制了SMC系统的抖振现象。最后,建立了机构的系统仿真框图和实验平台,分别对机构进行仿真分析和实验研究。结果表明：模糊自适应滑模变结构控制器的轨迹跟踪精度高,鲁棒性强,稳态误差小,从而验证了该新型SMC控制器的有效性。

为解决常规PID控制器在伺服系统位置控制中存在的对模型精度要求高、抗干扰能力差等问题,提出一种基于信度分配的模糊小脑神经网络模型（FCA-CMAC）与常规PID相结合的新型智能控制算法。基于此算法设计出以FCA-CMAC为前馈环节的智能PID控制器,通过MATLAB仿真实验,验证了FCA-CMAC-PID控制器的可行性。实验结果表明,FCA-CMAC-PID控制器不仅具有传统PID控制器精度高、响应快的优点,还能克服其控制效果对参数设定高度依赖的不足,适用于在线控制。该控制器具有收敛速度快、鲁棒性好和抗干扰能力强等优点。

以SCY-14B型斜盘轴向柱塞泵为例，对轴向柱塞泵的瞬时流量及流量脉动进行了理论分析，并以该泵的参数对七柱塞和八柱塞泵瞬时流量进行MATLAB仿真。仿真结果表明：在不考虑配流盘几何因素和其他非几何因素的情况下，奇数柱塞泵的流量脉动明显小于偶数柱塞泵，柱塞数越多，泵的流量脉动越小，斜盘倾角越大，泵的瞬时流量也越大，但对泵的流量脉动几乎没有影响；而考虑配流盘几何因素和柱塞泵泄漏流量的影响时，奇、偶数轴向柱塞泵的流量脉动系数相差并不大，但明显大于理论的流量脉动系数，几何流量脉动是影响其流量脉动特性的主要因素。

为克服传统PID控制电液伺服系统时存在参数整定不良动态响应特性欠佳的问题采用RBF神经网络PID对系统进行控制并针对控制中存在的问题对控制算法进行改进仿真和实验研究表明改进的RBF-PID控制算法较RBFPID和传统PID具有较快的响应速度和较好的鲁棒性。

以车辆液压能量再生系统为研究对象以二次元件（液压马达工况）跟随车辆传动主轴转速为控制目标建立了电液控制系统状态数学模型。针对引入线性二次型最优控制（LQR）理论前后的电液控制系统进行了数字仿真与分析。仿真结果表明：能量再生控制系统引入LQR理论后响应过程的过渡阶段振荡与超调量获得较大幅度抑制与衰减具有更优的响应特性;此外控制系统响应性能的优劣与加权矩阵Q、R参数取值有密切关系。