介绍了液压自由活塞发动机的三种基本结构、工作原理和优点,重点分析了液压自由活塞发动机由于其独特的结构所具有的特性、研制过程中的关键技术、研究难点,以及相应的研究现状,讨论了制约液压自由活塞发动机走向产业化的瓶颈技术,以及为解决这些技术所进行的探索和尝试。推动液压自由活塞发动机的发展可从结构改进、燃料及燃烧技术突破及多学科融合技术等方面进行。

针对全断面隧道掘进机的推进压力和推进速度的匹配问题,应用RBF神经网络算法设计了使推进压力和推进速度匹配且推进速度能快速跟随设定目标的自适应控制器。先在MATLAB中建立推进控制系统仿真模型,分析控制器自适应控制效果,然后在AMESim中建立推进系统液压控制模型,并与MATLAB联合仿真。联合仿真验证该控制器能在刀盘负载压力波动突变的情况下,使刀盘推进速度和推进压力跟随设定目标。试验证明,该控制器对负载大范围扰动有很好的抑制能力,能明显提高推进速度和推进压力耦合度并减小两者的波动范围。

针对液压缸非线性刚度约束系统的混沌问题，建立了一种液压缸非线性刚度约束系统的动力学控制模型，通过Melnikov方法得到了液压缸非线性刚度约束系统发生Smale马蹄变换意义下混沌的临界条件。通过仿真分析发现，当线性控制参数发生变化时，系统发生混沌的临界条件也会发生变化，同时当线性控制参数增大时，系统的稳定性会得到提高。

针对液压缸偏载引起的结构磨损及液压油泄漏等问题，基于动网格方法，开展了偏载工况下液压缸的双向流固耦合分析。研究表明：在自锁半径内，随偏载量增大，柱塞与导向套间的侧推力、柱塞最大侧倾位移和导向套应力均增大，偏载量超过自锁半径时，三者都有所减小，但均比稳态分析结果大，表明液压油对柱塞侧倾有“加剧”作用。因此，在液压缸偏载分析设计中，建议采用流固耦合方法，或适当增大稳态分析结果的安全系数。

针对传统异步电机驱动液压动力源在实际应用中存在的效率低、响应速度慢以及低速调节性能不稳定等缺陷,将永磁同步电机节能、调速性能好与齿轮油泵不能调速但可靠性好的技术特点相结合,提出了一种节能型液压动力源,并在节能和变频调速理论指导下设计开发了实验系统,实验结果表明所研究的动力源具有可行性,而且该动力源还表现出一些特有的系统性能和技术优势。实验结果还表明：所提出的液压动力源在负载功率匹配、响应速度、调速精度等方面均优于异步电机驱动的液压动力源,在低速轻载时节能效果尤为显著。

分析了转炉煤气回收新OG系统中环缝洗涤器液压伺服系统的控制原理和系统性能,采用机理建模方法建立了环缝洗涤器液压伺服系统的数学模型。针对某钢厂120t转炉煤气回收系统,对环缝洗涤器液压伺服系统的动静态性能进行了模拟仿真分析。对调试现场的环缝洗涤器进行了实际测试,现场测试数据表明,仿真结果与实测数据基本一致,表明仿真模型满足工程实际要求,从而为环缝洗涤器液压伺服系统的设计和维护提供了理论支持。

针对液压挖掘机配置混合动力系统后具备电池/电容的特点,分析了由液压马达和发电机组成的基本能量回收系统的基本结构和工作原理,对能量回收系统进行了数学建模与控制特性的理论分析,并建立了基于AMESim和MATLAB的联合仿真模型,分析了管道长度、液压马达-发电机转动惯量、发电机控制参数等对系统操作性能的影响。基于实验平台完成了能量回收系统的操作性能研究。

为有效地解决液压阀块加工车间调度问题，考虑工序间和机器间的约束关系，以最大完成时间最小为目标，给出了液压阀块加工车间调度优化模型。为平衡算法的全局和局部搜索能力，提出了多作用力微粒群（MFPSO）算法，采用多作用力阶段性搜索策略，将搜索过程划分为前期、中期、后期3个阶段，并对应构造单一斥力、平衡引斥力、单一引力3种作用力规则，在不同搜索阶段采用不同的作用力规则，提高了算法的搜索机制和寻优性能。将MFPSO算法用于求解液压阀块加工车间调度问题，利用矩阵变量来处理约束条件，给出了一种基于矩阵的微粒编码、解码方法。通过液压阀块加工车间调度优化实例，将MFPSO算法与微粒群算法、中值导向微粒群算法、扩展微粒群算法、蚁群算法进行了对比，结果表明，提出的MFPSO算法结果最优，从而验证了该算法的有效...