基于人体行走的生物学特征及人体各部分尺寸,设计基于液压驱动的助力外骨骼机器人机械结构;运用ADAMS软件建立机械系统多体动力学模型,验证所设计机构可行性;对外骨骼运动学模型进行分析,并结合人体标准步态设置相应的参数,得出外骨骼机器人关节角度和液压缸伸缩量的曲线,从而为上位机的调试提供理论基础.

为了提高所研制的压电开关调压型气动数字阀的动态性能,提高其稳态精度,减小其压力波动,对其控制方法进行了研究。提出了PWM控制算法的一种改进形式——调整变位PWM法,采用"Bang-Bang+带死区P+调整变位PWM"复合控制算法对数字阀进行了控制研究。试验结果表明,该复合控制算法弥补了"Bang-Bang"控制和"带死区P+PWM"复合控制算法的缺点,大大减小了该数字阀在有流量负载情况下的出口压力波动,有效提高了该数字阀的稳态控制精度。

为得到较为精确的气动肌肉数学模型,搭建了气动肌肉特性分析实验平台,对实验数据进行拟合得到了气动肌肉数学模型。对单根气动肌肉固定负载进行了动力学分析,得到系统状态空间模型,进行滑模控制研究,并进行了气动肌肉滑模控制仿真分析。仿真结果表明:采用滑模控制具有较好的跟踪效果及较快的响应速度等特点。

传统的气动脉宽调制（PWM）比例阀因采用电磁铁为电一机械转换器而存在响应时间慢，稳态精度差等缺点，因而提出了一种基于压电陶瓷为电一机械转换器的新型压电直动式气动PWM比例阀的总体结构方案。研制了其实物样机，并进行了其动态特性试验研究，分析了PWM载波频率和载波幅值、比例P系数对阀动态性能的影响。与同级别气动比例阀的试验对比表明，该阀具有响应速度快和稳态精度高的特点，具有良好的工业应用前景。

为解决定位机构大行程和高精度之间的矛盾针对精密加工和精密测量等领域的大行程运动系统的高精度定位问题有效结合了电液伺服驱动与压电精密驱动的优点提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的宏微定位机构建立其数学模型以及AMESim和MATLAB的联合仿真模型并进行了动态仿真研究.仿真表明所提出的电液-压电混合伺服驱动定位机构能实现高精密定位这为后续的实际应用奠定了理论基础.

为解决大行程运动系统的高精度定位问题结合液压伺服技术与压电技术独特的优点并应用到并联机构中提出了一种基于电液-压电混合伺服驱动的3-RPR并联机构并基于接口的多领域协同仿真方法研究其虚拟样机。其中采用ADAMS软件建立其机械模块、采用AMESim软件建立其液压系统及压电驱动系统模块、采用MATLAB软件建立其控制模块。通过联合仿真分析了其动态特性为实际物理样机设计和参数优化提供理论依据。