为解决ZL50装载机油耗高的问题，构建了新的液压系统。首先阐明了恒压液压系统的节能原理，引出一种新型二次调节元件——液压变压器。随后建立液压变压器排量及压力的数学模型，并在液压变压器配流盘控制角-90°～90°内仿真，分析其排量与压力特性。在此基础上构建装载机新的液压系统，分析其工作过程并与原液压系统比较，得出其节能原因。根据装载机各工况下消耗的功率来确定新液压系统主要元件的参数。在主泵转速为0～2200r／min内的仿真表明：新液压系统的装机功率约为原液压系统的43％，节能效果明显。

提出一种应用液压变压器搭建液驱混合动力车辆的设计概念。在其工作原理的基础上建立相关数学模型，分析蓄能器的特性参数（有效容积、比能量和充放效率等）与液压变压器配流盘控制角之间的关系。在不同恒转矩制动工况下对直接能量回收和应用液压变压器间接蓄能器的能量回收进行仿真分析，得出不同变压比下的节能参数。

针对液压变压器流量控制问题，提出采用分数阶PID控制器对配流盘的位置进行精确控制．针对分数阶PID参数整定复杂性问题，提出了一种混合时频域性能要求的多目标参数整定策略，结合一种自适应差分进化算法实现了参数的最优整定，最后通过数值仿真以考察所提方法．时域分析结果表明：该控制策略明显优于传统的PID、模糊及模糊PID控制策略；频域分析结果表明：该伺服系统具有较强的鲁棒性及稳态保持性．验证了基于分数阶PID控制器实现配流盘位置控制的可行性和优越性．

为了回收叉车负载下降的势能,构建出其新的液压系统。首先阐述了新液压系统的理论基础并分析了其工作过程,与现行液压系统进行比较后得出,新系统因采用了二次调节元件-液压变压器而减少了节流损失。随后建立新系统中2个主要元件液压变压器与液压蓄能器的数学模型,并仿真得出蓄能器的参数有效容积ΔV、充放效率η与液压变压器配流盘控制角θ间的特性关系。接着对比了新液压系统与现行液压系统回收势能方式的不同,并在叉车空载、半载、满载的工况下仿真得出了蓄能器回收负载势能的多少,结果表明新系统进一步提高了负载势能的回收能力,回收效果随着压力比λ的增加更加明显。

根据蓄能器优化条件阐述了液驱混合动力车辆的优化结构及其工作原理。建立了液压变压器瞬时流量的数学模型,用频率法进行了并联、串联式蓄能器的理论分析。当配流盘控制角不同时,对液压变压器各个腰型槽口的瞬时流量以及蓄能器的流量响应情况进行了仿真分析。结果表明,无论配流盘控制角是否为零,串联式蓄能器的脉动衰减作用优于并联式蓄能器。

介绍了全液压驱动系统的工作原理，构建了小型装载机行走和工作的全液压驱动系统，其特色在于一种新的二次调节元件液压变压器以及液压蓄能器的应用。建立了液压变压器压力比的数学模型和液压蓄能器的教学模型，并通过仿真分析了液压蓄能器特性参数与液压变压器配流盘控制角之间的关系。分析得出了所提出的全液压系统相对传统行走驱动系统的优势。

分析两种典型金属丝网滤芯的物理模型依据Darcy-Forchheimer定律建立金属丝网压降计算的数学模型通过实验法确定模型中渗透率和惯性系数两个参数值。采用计算流体动力学（CFD）软件FLUENT对回形和柱形滤芯进行了数值模拟验证得出所建模型适用于丝网滤器压降的数值模拟。研究结果为采用工程仿生学原理并进一步研究仿生耦合不粘滤器提供了理论分析基础。

将发动机、变量泵、控制阀、负载作为一个系统,分析了该系统各环节匹配的原理和方法.以泵出油口压力为依据,实现了动力系统-工况的自适应控制;以转速传感控制方式实现了发动机-泵的功率匹配;以变量泵出口流量为依据,由微机控制调节多路阀阀口开度,实现了负载-泵的功率匹配.克服了以往单纯采用压力或转速控制方式的不足,并采用模糊算法在线实时调整PID控制参数,实现了自适应节能控制.

系统地论述了三元件向心式液力变矩器内部三维流动计算方法。首先对各叶轮内部流场进行计算，画出其进出口压差与流量关系曲线，找到各叶轮的共同工作点，然后再考虑叶轮之间的影响，通过反复试算，逐步逼近实际工况点，较精确地计算出流场的压力和速度分布，并对性能参数进行预测。此方法以及揭示的压力和速度分布对该类型液力变矩器的设计与改进具有实际的指导意义。

在分析单神经元PID特性的基础上设计了基于单神经元的液压挖掘机自适应PID节能控制器.该控制器通过神经元的自学习对传统PID控制器的比例、积分、微分系数进行在线调整实现了挖掘机功率匹配自适应控制.仿真结果显示单神经元PID自适应控制器具有较强的鲁棒性.