为模拟横风环境下高速列车所受气动载荷，选择Karman修正风速谱为目标谱，采用线性滤波法（AR模型）模拟了随列车移动点的脉动风速时程。基于风速风压关系，分析了气动栽荷的计算方法，引入气动导纳函数，计算了高速列车横风作用下的非定常气动载荷，最后通过MATLAB编程实现非定常气动力的模拟。通过对列车运行速度70m／s、平均风速为25m／s工况下的脉动风速及非定常气动力的计算模拟，结果表明，风速时程能量主要集中在0—3Hz频域段，与列车系统固有的一些振动频率相近，存在引起列车系统共振、引发倾覆事件的可能。

针对新国际标准ISO 6358．1中测量气动元件流量特性的两种方法——放气试验和充气试验方法，选取电磁阀和流量控制阀，通过实验分析了不同测试压力和取点间隔对C、b值测试结果的影响；并在相同测试条件下，对两种试验方法所测C、b值的一致性进行验证。测试数据表明：两种试验方法测得的c值受取点间隔和测试压力影响较小；b值受测试压力和取点间隔影响大。相同测试条件下，两种试验方法测出的C值相近，而b值相差太大。建议国际标准在后续修订时能明确测试压力和取点间隔条件，并考虑进一步研究两种测试方法并存于同一标准中的适用性和科学性。

气动马达控制阀是气动马达的关键控制元件，其控制结构直接影响气动马达的动力输出及工作效率。针对气动马达控制阀内部气体流动特性，根据计算流体力学理论，建立了气动马达控制阀的仿真模型，利用动网格和滑移网格技术分析了配气阀在不同工况下进气管流场特性，并计算了安全阀在不同升程的速度场及瞬态流动特性。研究结果表明：安全阀在小升程时，流体局部湍流较强，压力损失严重；随着升程的增大，压力损失减小；配气阀在正转工况下进气管出口处流量及压力均大于反转工况。对控制阀的结构及配气相位进行优化，可以有效提高气动马达的工作效率和输出功率。

传统的起落架液压/冷气收放系统仿真未考虑气动载荷的影响，导致仿真结果可靠性不足。为解决这一问题，将气动载荷引入起落架冷气收放系统仿真中，以AMESim为仿真平台，搭建仿真模型进行分析，并对节流孔孔径值进行优化。结果表明，气动载荷的起落架冷气收放系统仿真能较好模拟收放系统实际工作状态，且合理的节流孔孔径能使起落架冷气收放时间满足飞机设计要求。考虑气动载荷的起落架冷气收放系统仿真能提高仿真结果可靠性，为后续冷气子系统试验提供理论依据，可广泛应用于飞机起落架收放系统设计过程中。

针对目前管路系统压力调节方式引入中间级部件造成压力调节死区的问题，提出了一种高精度气动容腔自动调压技术。根据系统组成原理建立系统的动态数学模型，在LabVIEW环境下进行仿真计算。利用正交设计方法，对影响控制精度的4个关键因素——容腔容积、节流孔径、容腔上游压力及最小充放气时间进行分析，得到其对控制精度的贡献率依次为27.2%、 24.4%、23.9%和24.5%。设计了气动容腔自动调压系统，并选择一组合适的参数搭建了实验平台，同时结合PID控制算法进行压力调节试验，压力调节控制精度可达到0.01 MPa。

对接控制设备仿真试验失重状态模拟三自由度气浮平台是为某空间对接控制设备的全物理仿 真模拟验证试验设计的.通过对平台气浮功能及运动功能的设计, 确定了气控系统工作原理及元件选型; 在结构方面, 注重运动的平稳性和模块化、 集成化设计, 采用分层布局的框架式结构, 保证平台重心在水平面投 影方向与水平面几何中心尽可能接近.气浮平台样机完成后进行了验证试验, 可满足被试设备试验的需要. 设计思路和方法正确, 对用于模拟失重状态试验的多自由度气浮系统设计, 具有一定的参考价值.

针对传统气体混合存在精度低、混合时间长等问题,研究了以质量流量控制器为主的气体混合 系统,设计了改进遗传算法整定PID参数的控制系统.利用模式识别建立了系统数学模型,针对标准遗传算 法的缺陷,设计了一种改进比例选择算子并提出自适应法调整交叉、变异概率.进行仿真实验验证改进遗传算法优化PID控制系统的控制性能.实验结果表明,相比标准遗传算法和Z-N 法优化PID,基于改进遗传算 法优化PID控制系统具有更高的控制精度以及更快的混合时间.

针对呼吸类疾病患者的呼吸状态监控需求，设计提出一款可穿戴呼吸测量系统。该系统基于热式流量传感器，可实现呼吸信号的采集，系统可穿戴，易于推广普及；采用基于线性回归的标定算法，可自动识别数据阶次，选择拟合曲线，提高测量精度；验证了测量系统设计方案的可行性，对比了不同方案下传感器的输出结果，并进行实际呼吸测试；提出一套人体呼吸特征参数计算方法，可获得呼吸频率、潮气量等肺容量参数，以利于后续医疗分析。实验表明，该呼吸测量系统可以解决人体呼吸状态的实时监控问题，在呼吸医疗领域有较好的应用前景。

根据系统需求研制高压空气减压阀，并依据标准规范开展了动静态密封性能、调压性能、压力特性、流量特性等试验，试验表明阀门在减压、调压稳定性、流量等性能方面均可满足系统需求。同时根据相关手册对减压阀流量进行了计算分析，发现计算结果与工程经验差异较大，针对该问题进行了分析及试验验证。另外，针对该阀在使用过程中多次出现出口压力持续上升的故障问题，结合其结构及密封特性，进行故障分析研究，并提出了针对性改进措施。

电动葫芦是一种常见的工业起重机械设备，虽然工作效率高，但是电动机无过载保护，易烧毁电机，而且存在漏电打火的可能性，不适用于防爆场合。提出并设计了一种以压缩空气作为动力源，基于气控换向阀主阀芯的运动，实现过载保护的新型气动葫芦，介绍了其机械结构、工作原理和特征参数，并针对设计的气动系统回路进行了AMESim仿真和试验探究，结果表明该装置由于采用气动方式，不仅能够实现重物平稳的启动与制动，有效避免葫芦脱轨整体坠落的危险，而且还能达到过载保护的目的。