对一种用于石油自动垂直钻井工具的微型液压动力系统进行脉宽调制控制研究,以实现在垂直钻井中对纠斜力的连续调节。针对这种具有微小容积、极小流量、单柱塞泵驱动的微型液压动力系统的特点,提出了一种非连续的脉宽调制控制方法,即通过合理确定PWM控制的脉宽周期、占空比、启动与结束时间,可在一定范围内利用两位两通电磁换向阀实现对执行机构输出力的连续控制。借助AMESim软件对该系统进行了仿真分析,并通过实验进行了验证。

介绍了一种针对微观流场检测数字粒子图像测速技术,通过添加荧光显微装置,改进激光入射与照明方式及聚焦平面控制,解决了微观检测的关键问题。对微流体器件中几种典型微管道进行了理论与试验研究,并定量对比与分析了仿真与试验结果,结果显示Micro-PIV是适合于微米级流场检测的有效试验手段。

提出一种基于微机的采用电液比例阀作为先导控制阀的水轮机轮叶控制系统，该系统具有结构简单，抗油污能力强，数字协联精度高等优点。给出了数字协联算法及系统控制策略。试验表明微机电液比例控制水轮机轮叶系统具有较优的控制性能。

针对微机电系统设计所存在的多学科交叉、周期长等问题 ,提出自顶向下设计与自底向上修正的双向微机电系统集成设计方法 ,将设计流程分为系统级、器件级和工艺级三个阶层 ;以微惯性器件为典型对象研究了各阶层的关键实现技术 ,并在此基础上构建微机电系统集成设计平台 ;所进行的硅微加速度计设计实例说明平台的设计流程可行 ,同时平台所具有的系统级。

基于非硅表面微加工技术,给出了微机电系统惯性电学开关的一种新式设计,该设计采用两端悬空固定的多孔弹性梁作为固定电极,由连体蛇形弹簧连接悬空的质量块作为可动电极,可动电极位于支撑层和弹性梁之间,该结构在保证微开关具有足够灵敏度的同时,可有效提高两电极间的接触效果和器件的抗冲击保护。使用成本较低的多次叠层电镀镍的方法制作了设计的微型惯性开关,并对其元器件进行了试验测试,结果表明开关在100g加速度作用下的响应时间和接触时间分别约为0.40ms和12μs,与有限元动力学仿真结果吻合较好,表现出较高的灵敏度和良好接触效果。

基于机理建模方法建立了液压驱动单元位置控制系统数学模型,针对不同环境结构下负载刚度和负载阻尼的动态变化特性,把位置控制环作为控制器内环,推导了一种变刚度和变阻尼负载特性的模拟方法。建立了负载特性模拟方法的仿真模型,并在液压驱动单元性能测试平台上进行了模拟方法的实验测试,研究了斜坡阶跃负载力和正弦负载力下变刚度和变阻尼负载特性的模拟效果。研究结果表明设计的模拟方法能够较好地模拟环境刚度参数变化、阻尼参数变化,以及刚度参数和阻尼参数同时变化时的负载特性。

针对四辊轧机弯辊电液伺服控制系统，进行供油压力波动对系统输出精度影响及通过动压反馈网络改善系统动态品质的实验研究，获得系统输出压力变化与供油压力波动量及系统带宽之间的关系，证明动压反馈网络的消扰作用，为确定伺服油源允许压力波动范围和精确设计恒压源系统提供依据。

大射电望远镜（LT）馈源舱的大范围空间扫描运动是通过6根大跨度的绳索收放来完成的。针对系统中的索结构之间强耦合以及模型变结构的特点，推导了输入索和输出索之间的关系矩阵的递推公式，并证明了递推公式的稳定性和收敛性，在此基础上提出了一种具有神经网络非参数模型自适应控制的方法，最后通过LT50m室外模型实验证明了该算法的有效性。

针对新一代大射电望远镜机电光一体化设计馈源高精度轨迹跟踪要求,提出采用Stewart平台作为馈源运动轨迹跟踪二级精调平台.对Stewart精调平台进行了逆动力学分析;利用上下平台之间的位置向量关系,给出了Stewart精调平台运动精度分析模型及其轨迹跟踪精调结果.证明了Stewart精调平台用于新一代大射电望远镜工程的可行性.

讨论大型曲面形状激光自动测量系统的原理.其基本思想是让非接触光电测头与被扫描测量的曲面始终保持一个恒定的Z方向距离,使测头的扫描轨迹即为被测曲面形状. 给出该系统的完整组成,并用系统对一个1∶5轿车车身的油泥模型进行实测,证明系统能在1200 mm的长度内达到±0.08 mm的测量精度,其测量时间为10 min.