处理多体系统动力学问题的传统方法是拉格朗日方法,但是在求解过程中会引入拉格朗日乘子,增加了求解显式动力学方程的难度。针对四足机器人动力学建模复杂的问题,基于Udwadia-Kalaba(UK)理论研究了四足机器人的单腿模型,建立了一种求解其显式动力学方程的新方法。为了简化获得方程的过程,使用UK方程来处理运动约束。考虑到真实环境的不确定性,利用滑模控制原理设计了一个非线性控制器来跟踪运动轨迹。数值模拟结果证明了动力学方程与控制器的正确性和有效性。

为了对起竖装置的动态性能进行优化,对一种气液联合大流量油源快速起竖系统起竖过程动态特性进行研究。对起竖液压系统原理进行分析,并对起竖机构进行运动学及动力学分析,用有限元分析软件及动力学仿真软件建立起竖系统刚柔耦合多体动力学模型,并建立起竖液压系统模型及控制系统模型,基于软件接口实现机械、液压、控制系统的多学科联合仿真,并对仿真关键影响参数进行对比分析,研究其对起竖性能的影响。仿真结果验证了所建立模型的有效性,并为起竖系统的参数优化、控制方法研究等方面奠定基础。

卧式拉力试验机采用卧式框架结构,主要用于钢丝绳等较长试样的拉伸试验。本文重点介绍了钢丝绳的破断拉伸试验方法及卧式拉力试验机的研制过程。

针对移动机器人运动过程中姿态解算精度较低的问题,提出一种基于三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴磁力计的改进梯度下降算法并应用于移动机器人姿态解算中。改进梯度下降法具有计算量小、解算精度较高的优点,其通过引入动量对梯度下降过程进行加速,提升了原算法的收敛速度。通过引入加速度计信任度,有效降低了加速度计因外界因素造成的剧烈变化而带来的误差。实验结果表明:在加速度计有干扰与未有干扰的情况下,改进算法相较于传统算法的精度分别约提高了3°与0.5°。

针对配气台管路振动问题,采用传递矩阵法和有限元模态分析法,建立管道系统振动频率的计算模型。运用MATLAB,ANSYS和AMESim软件分析计算,得到气柱固有频率、结构固有频率及扰动频率三者之间的关系,确定配气台管路振动的原因,并提出有效的解决措施。研究表明:由于扰动频率与管路内气柱低阶固有频率相近,激发配气台管路剧烈共振,通过增加阻尼孔板和增加管路支撑,改变了管路内气柱固有频率和结构固有频率,有效的解决了配气台管路共振问题。

针对执行制造系统的可扩展性和支持网络化制造的需求，给出了支持网络化制造的可插拔MES的定义，分析了国内外的主要方法，并在此基础上研究了基于DNC的网络化制造与MES集成和可扩展性MES的实现方法和关键技术。从底层的体系结构入手，建立了支持网络化制造的数控车间可插拔制造执行系统。实践表明，该系统具有良好的网络化制造管理功能和可扩展性，为制造执行系统的扩展和维护提供了一种可借鉴的方法和思路，在一定程度上提高了车间生产效率和MES的通用性。

为实现对机电行业中存在的大量标准化、系列化零件资源的集成管理与信息高度共享,综合应用.NET框架下的三维CAD系统二次开发、ADO.NET、Web3D、AJAX（异步刷新）、Web服务等系统实现使能技术,开发了面向机电行业的开放式Web三维零件资源集成库系统。首先,基于B/S模式设计了系统五层架构;而后详细介绍了零部件三维模型在线浏览与参数化驱动设计、零件资源库快速构建与动态扩展、分布异构零件库资源Web服务集成等系统主功能模块的实现过程;最后给出了系统开发实例及其在复杂产品协同设计链中的应用模式。