针对气动肌肉运动过程中产生的迟滞现象,采用神经网络方法对其位移/气压迟滞开展了建模比较研究。首先组建了气动肌肉的迟滞特性测试实验平台,采集其位移/气压迟滞实验数据;然后基于BP神经网络和RBF神经网络分别进行了迟滞环的整体和分段建模,并与经典PI模型的建模效果进行了对比。研究表明,PI模型的建模精度比神经网络差,但计算时间短;神经网络整体建模时存在过拟合现象,而分段建模则可有效避免过拟合现象;BP神经网络的建模与预测精度均优于RBF神经网络;对于BP神经网络,分段建模的平均误差、均方差和最大误差相较于整体建模分别减小了9.07%、14.54%和24.68%,而采用RBF神经网络,其误差分别减小了8.89%、13.03%和19.49%,可见分段建模的预测精度优于整体建模。

针对电容耦合电阻层析成像传感器的优化设计,首先利用有限元仿真软件建立了12电极传感器有限元模型,并分析了后续图像重建所需的传感器灵敏场,之后将该仿真模型与实际传感器相应的测量数据及重建图像进行对比验证,研究表明仿真与实验结果能够较好吻合,为对传感器性能进一步研究提供可靠基础。为了提高系统稳定性及抗干扰能力,以该原始模型为基准,分别对两种不同结构的传感器模型进行仿真分析,并研究其对系统测量值的影响。最后,在选定了传感器的基本模型的基础上,基于对传感器性能影响最小的角度进行分析,对该传感器尺寸进行优化。本研究为系统设计提供重要依据。

提出了用声表面波滤波器测知加速度方向和大小的原理和方法，研究了电容器中的静电吸引力对加速度计敏感质量块的位置稳定作用，以及用它扩大悬臂梁式加速度计量程的原理。还对静电力扩程之后，加速度计测量值的校准、计量标定等问题进行了有益地探讨，针对电容器静电力的非线性扩程特点，提出了查询表式的在线实时测量换算读值方案。

捷联惯导系统（SINS）内部工作温度的升高会引起其中加速度计组件输出脉冲产生漂移。分析了SINS初始对准精度与加速度计组件温度漂移的关系，设计针对双轴位置转台的五位置升温实验，分离出加速度计组件零偏、标度因数误差和温度之间的关系，最终通过多项式拟合建立起补偿模型。常温条件下（25℃-50℃）系统应用结果表明，该建模和温度补偿方法可以改善加速度计组件安装误差标定精度，并提高SINS对准精度和快速启动能力。

涡街流量计是目前发展势头十分良好的流量计，在管道流量测量中得到广泛应用，并已跻身通用流量计之列。但涡街流量计尚属发展中流量计，其理论基础和实践经验较薄弱，在使用中，还会出现一些预想不到的问题。为解决这些问题，国内外科研工作者进行了大量的研究工作，并取得了一定进展。从涡街流量计中旋涡分离、涡街发生体形状、涡街信号检测方法及涡街信号分析和处理几方面对国内外研究现状进行了综述，指出研究中存在的难点及今后的研究方向，并提出一种利用涡街原理的新质量流量测量方法。

提出一种基于最小二乘支持向量机( LS- SVM) 构造函数链接型神经网络( FLANN) 的方法, 并根据正反馈原理将该FLANN 应用於热电偶传感器非线性校正. 讨论LS- SVM 构造FLANN 的基本原理和具体算法, 给出了非线性补偿器的数学模型. 与常规BP 迭代算法构造的FLANN 比较, 该方法构造的FLANN 补偿器具有如下优点: ① 利用LS- SVM 将迭代逼近问题转化为直接求解多元线性方程, 因此具有更快的速度; ② 整个训练过程中有且仅有一个全局极值点, 确定了所构造FLANN 补偿器的唯一性, 提高了补偿精度. 最后以P-t Rh30- P-t Rh6 热电偶( B 型) 为例进行非线性校正实验, 结果验证了上述结论.

涡街信号的正确分析和有效处理是实现涡街流量计准确测量的先决条件之一.为研究涡街信号的非高斯性，提出了一种基于高阶统计量方法的涡街流量计信号分析的新方法.通过对涡街管壁差压信号的双谱分析，提取了不同流量下信号的非高斯特征.以信号的双谱幅度最大值作为特征参数，对不同流量下涡街信号偏离高斯分布的程度进行了定量估计.实验结果表明：涡街信号的非高斯性随着流量的增大而不断增加.这一研究结果为深入理解涡街现象、进一步优化涡街流量计的设计提供了有力的参考.

设计谐振式微加速度计时，需要考虑一个最关键的问题是提高其灵敏度.放大质量块产生的惯性力是提高灵敏度的最有效方法.基于柔性铰链技术设计一种新型两级微杠杆放大机构，并建立了放大机构的力学和数学模型，在此基础上进行了解析法分析和参数优化设计；同时利用有限元分析方法对其进行了仿真计算.计算结果显示机构的放大倍数约为102倍.这一设计方案极大地提高了微加速度计的灵敏度.

介绍了用小波阈值滤波方法实现比色测温信号的滤波消噪.该方法基于信号和白噪声在小波变换下具有不同的特性,将含噪信号进行多尺度小波分解,采用软阈值方法将其高频部分进行量化处理,再进行重构.实验证明该方法有效去除了信号中的噪声,方便地用软件实现了比色测温信号的处理,提高了系统的测温精度.

基于透射电子显微镜的原位表征技术是研究低维电子材料的先进技术方法。虽然该技术已有许多发展,但在透射电子显微镜中原位观察化学气相生长过程一直存在困难,其中一项重要挑战就是如何在电镜真空腔体中构建微区高压气氛反应环境。研制了一种适用于透射电子显微镜的双温区密封腔芯片,该芯片的两个加热区可模拟蒸发和生长条件,有助于实现在透射电镜中直接观察低维材料的生长及结构动态演化过程。还通过有限元方法仿真了芯片的温度分布、测试了芯片气密性,并装配到透射电子显微镜样品杆中进行验证。实验结果表明,该芯片可实现在透射电镜中可控加热并观察低维材料的结构演化,能有效拓展原位透射电子显微技术的应用范围。