数控气动发动机以压缩空气或液氮为动力源，通过其膨胀做功，将压力能转化为机械能。该文根据气动发动机的特点，对其能量供给系统、做功系统及控制系统进行了研究。分析了气动发动机动力源与气动发动机之间的高压气体减压控制过程及气动系统能量变化的特性，在能量的供给系统中加入容积减压和定量预喷系统，提出了新型数控气动发动机动力系统的设计方案。

研究一种磁性可变行程气缸，在活塞上安装磁性材料，缸筒上不同位置安装若干磁开关，当活塞到达某个磁开关时，磁开关控制电磁阀换向操作，使得活塞产生不同行程的运动。该气缸结构简单，成本低廉，用于液体罐装、焊接、机械加工等场合，可提高产品质量和生产率。

该文依据国际标准规定的试验规则，构建气缸信赖性试验测量系统，设计电磁阀驱动电路，配置虚拟仪器的硬件；利用LabVIEW，开发气缸信赖性试验测量系统软件。该测量系统可测量气缸的泄露量、最小作动压力和行程时间3个参数。应用表明该测量系统精度高，实用性强、操作简单。

建立了三轴气浮平台的动力学模型，通过运动仿真分析，研究了质心位置、转动惯量和惯性张量对台体平衡状态的影响。提出了动力学反演计算质心位置和惯性矩阵的计算方法，推导了计算公式。提出了调节质心和计算惯量矩阵相结合的方法。对仿真结果的计算以及实验数据表明，此方法可减小惯性矩阵测量误差带来的影响，使质心逐步接近于转动中心。

空气压缩机容易实现大容量和高压输出等优点，是多金属采矿场的重要供能设备，其工作正常与否直接影响到采矿场的正常生产。随着生产规模的扩大，空气压缩机的使用数量逐渐增加，经现场分析和测算，空气压缩机的余热利用有广阔的前景和极其可观的经济价值。

轮胎低压超标报警系统在轮胎气压不大于其预定值时予以报警，提醒驾驶员及时处理轮胎故障，从而保证行车安全。作者针对目前TPMS（Tire Pressure Monitoring System）的研究现状，设计出一种新型轮胎低压超标报警系统，该文主要就其系统组成和机械部件的工作原理进行了详细的描述。最后对此系统的优点进行了总结，并对其应用前景进行了展望。

介绍了基于三菱FX2N-48MR PLC控制实验用气动机械手的设计过程，在分析控制要求的基础上，设计气动系统及控制程序。控制程序采用“化整为零”，“积零为整”的模块化设计思想，控制程序运行效率高，可读性好。该实验机械手性能稳定、成本相对较低，能很好地满足实验教学与科技创新设计需要。

在现代战场上，有很多场合需要标示道路，以便部队能够快速安全地通过，如地雷场、核生化武器沾染地域等。初步设计和实现了一种气动式标示杆，以底盘车压缩气体为动力，发射后插入地面，以标示杆、LED灯光等多种手段标示道路，具有结构简单、轻便灵活、标示明显、可靠性高等优点。

由于气动位置伺服系统非线性强、快速精确控制比较困难，该文设计了Friedland—Park非线性加速度观测器，结合实验研究，采用位置、速度、加速度闭环变参数控制策略进行气动伺服系统的位置控制研究。该策略既可以避免位移信号重复微分而引起的失真，又有效地抑制了非线性摩擦力的干扰。实验结果表明，该控制策略结构简单，实用性强，控制精度达到要求，适合推广应用。

为获得高速冲击气缸的活塞速度与气缸工作压力的关系，开发了一套高度自动化的基于虚拟仪器的气缸性能试验系统。简单介绍了高速冲击气缸的工作原理，详细讨论了性能试验方案和系统结构，结合工作流程给出了硬件与软件的设计方法，并对试验结果进行了对比分析。试验结果表明，试验清晰准确地描述出气缸的动态性能曲线。