针对移动机器人在复杂环境下的路径规划与轨迹跟踪控制,提出了一种最优轨迹跟踪控制方法。首先,通过理论分析给出了移动机器人的运动学模型和对避障问题的描述,推导出了位置与姿态方程以及目标函数表达式;其次,介绍了萤火虫算法的寻优机制,并采用广义方向学习策略来改进原算法的性能;同时,引入NUBRS曲线来光滑处理局部路径,缩短总路径长度;进而,将移动机器人系统分成位置与姿态两个控制环,分别设计PD控制律来实现其稳定的轨迹跟踪控制;最后,通过仿真与实验验证了所提方法的有效性,结果表明(1)改进后的萤火虫算法能够为移动机器人规划出一条避障且可行走的轨迹;(2)基于PD控制策略,移动机器人能够有效地实现轨迹跟踪。

优化设计和制造出并联天平样机，设计了天平的全等臂惠斯通电桥，并依据分压原理，给出电桥的输出电压。通过专门设计的静态标定实验，标定出样机天平的实际力雅可比矩阵，与理论计算的力雅可比矩阵基本一致，分析了产生二者偏差的原因。应用单元加载和综合加载方法，标定出天平的精度和准度。研究结果表明该天平精度和准度指标高，证明了天平的设计和制造是成功的。

为了研究非对称大膨胀比喷管试验台的喷管气动性能,准确地测量矢量喷管的六分量气动力,该文依据喷管试验台的测试要求,提出一种新颖的基于T型梁S弯变形的框架式整体六分量天平。通过分析天平的各元微应变与安装结构,设计并制造出天平,依据静态标定获得天平的工作系数矩阵。最后,用有限元方法验证设计结果。研究表明：天平的结构简单,精、准度高,满足试验台的六分量力测量要求。

为了由感测力导出被测模型受力,必须研究基于Stewart平台六维力传感器的力变换关系.本文将并联机构引入风洞天平,提出了并联天平的概念,应用并联机构学理论,对并联天平实现的关键理论问题即天平感测力与被测模型上所受的六维力的转化关系进行了研究,得到了二者转化的力雅可比矩阵,同时推导出基于5个基本结构参数的雅可比矩阵条件数,并用数值算例加以验证.为该类天平的优化和设计奠定了理论基础.

运用COSMOS有限元软件对新开发的肘杆式数控冲床的机身进行有限元分析与计算，研究其在公称力下机身的变形和应力分布情况，并分析构成机身结构主要部件对机身应力应变的影响。根据分析结果，对机身结构进行了优化设计，在保证机身刚度的情况下，进一步减轻机身重量，降低生产成本，提高了产品的竞争力。

针对无人机在复杂多变环境下的飞行问题,提出了一种应用混沌萤火虫算法的航迹规划方法。在飞行区域已知的情况下,建立规划空间的二维模型与航迹代价模型,并将航迹规划问题转换成多维函数优化问题;利用萤火虫算法优越的寻优能力来搜索无人机的最优航线;引入立方映射混沌算子来提高算法的局部搜索能力和鲁棒性。通过标准函数测试与航迹规划仿真对提出的算法进行了验证,结果表明相比其他算法,本算法能够较好地跳出局部最优的束缚,并快速、准确地获得全局最优解,可以满足无人机航迹规划的要求。

针对Mecanum轮型全向移动机器人在车轮打滑和重心偏移等不确定非线性因素影响下的轨迹跟踪精度问题,提出了一种基于动力学模型的轨迹跟踪控制方法。首先,对机器人进行了运动学与动力学分析。然后,根据传统固定增益滑模控制律存在的抖振现象,设计了基于模糊自适应增益调整的滑模控制器,并通过李雅普洛夫函数证明了控制系统的稳定性。最后在不同扰动作用下,分别以圆和直线为参考轨迹进行跟踪仿真。结果表明：该控制系统具有较好的抗干扰性和鲁棒性;对比固定增益滑模控制方法,笔者所提方法很好地改善了控制输入量的抖振现象,为全向移动机器人在实际轨迹跟踪控制中的运用奠定了理论基础。

柔性铰链是高精度柔性机构的关键部件，其运动精度与运动范围影响着柔性机构的性能，本文对圆弧柔性铰链进行了柔度矩阵推导，并依据柔度方程进行优化设计。采用结构矩阵法建立了圆弧柔性铰链的柔度方程，对矩形截面的翘曲抗扭刚度进行推导，得到了约束扭转状态下的扭转柔度近似方程。为相对长度较小铰链的扭转刚度精确求解提供了依据。对比理论计算结果与有限元分析结果，结果显示扭转柔度的最大相对误差在10%左右，其余方向柔度相对误差低于6%，验证了柔度方程的准确性。采用正交试验直观分析法得到柔性铰链各设计参数对转动刚度的灵敏度，并利用多目标遗传算法对柔性铰链的转动柔度以及轴向刚度两个目标进行了参数优化。通过优化结果与设计经验选取参数的对比，发现优化后圆弧柔性铰链的弯曲柔度提升了5.12%，同时铰链的...

针对冗余自由度双臂机器人避碰的运动学规划问题,提出了一种基于冗余特性的避碰算法。在冗余度机器人运动学逆解的基础上,引入了两个转换变量,可以根据实时得到的两臂之间最小距离的变化,实现机器人末端的轨迹跟踪运动和避碰运动之间的主从任务优先级转换。该方法可以用来防止由于机器人末端偏离期望轨迹而引发的碰撞问题,在实现双臂避碰的同时,两臂末端可以准确地到达目标位置。最后,通过对一个三自由度平面双臂机器人的仿真实验,对提出的冗余自由度双臂机器人避碰算法的正确性进行了验证,结果显示该算法简单有效,且关节运动连续、平稳。

提出了射流伺服阀用超磁致伸缩执行器结构采用磁场有限元法分析了超磁致伸缩执行器结构参数对超磁致伸缩棒内磁场分布的影响机理给出了超磁致伸缩执行器结构设计的原则。推导出考虑超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀时驱动磁场与执行器输出位移的关系方程式并通过仿真与实验研究揭示了超磁致伸缩棒内磁场分布不均匀性对超磁致伸缩执行器位移输出的影响规律最后求出所设计超磁致伸缩执行器漏磁系数约为1.4.