研究了稀土超磁致伸缩材料(Tb0.27D y0.73)Fe1.9(商品名为Terfenol-D)微位移机构的设计方法；建立了基于Terf enol-D棒的高速强力电磁阀的动态响应特性模型，这一模型对基于Terfenol-D的产品设计 具有重要的参考价值，并用计算机对这一模型进行了仿真，与实验结果进行了比较、分析。

为了满足无缝钢管在线高精度测厚的需求,开展了基于广义倒频谱测厚技术的研究.分析了传统测厚算法的缺点,提出一种基于广义倒频谱的无缝钢管在线测厚方法,此算法结合了相关分析和倒频谱的综合优势,处理后的波形峰值尖锐,提高了测厚精度;在此基础上对在线系统钢管旋转造成的声程误差进行了补偿.实验结果证明该方法测量精度高,实时性强,适用于工业无缝钢管在线高精度检测系统.

研究了超磁致伸缩执行器设计中电、磁、机械及热设计中的优化方法,包括线圈的几何尺寸优化、磁路及偏磁场设计、预压力设计、考虑温度效应的修正模型等;建立了超磁致伸缩执行器基于输入电压-输出位移的控制模型,实验测得系统频率响应曲线与仿真结果一致.

以浙江大学研制的智能钢管捆成形系统为背景,针对电液提升系统的双缸同步运动问题,提出一种两级非线性控制算法。该控制器的外环级采用一个线性多输入多输出的鲁棒控制器,用于获得双缸运动同步控制所需的各缸期望负载压力;内环级采用两个基于扰动估计观测的单输入单输出液压缸非线性压力控制器,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。实际的控制运行结果表明,该控制策略优于常规的PID控制,可以有效地实现双缸运动同步控制。

通过优化设计驱动线圈和Terfenol-D的形状尺寸，改善以超磁致伸缩材料Terfenol-D为主动材料的高速开关阀的性能，选择合适的漆包线线径以降低线圈电阻；优化线圈形状函数以提高线圈的磁场生成能力；改善Terfenol—D的尺寸来降低磁通路径的磁阻，减小涡流损耗，提高致动器的磁场利用率；兼顾提高致动器的能量转换效率，提出优化设计超磁致伸缩致动器的规律．两个致动器的实验对比验证了该设计方法的可行性．

简述了浙江大学开发的钢管自动成形机的主要特点;介绍了该设备进行钢管捆成形的主要生产工艺流程;论述了其采用的关键技术,主要包括无触点式电磁吸盘励磁、消磁控制技术,电液比例同步控制技术,先进的西门子S7400现场总线技术。生产实际表明该设备具有成形质量好,运行可靠,操作安全,适应性强等性能。

针对多缸同步提升电液系统,在分析系统运动的数学模型和液压缸的冗余性问题后,提出一种具有二级的非线性系统控制器。该控制器的外环级采用线性多输入多输出系统的定量反馈控制理论和冗余性分析策略,以获得多缸同步运动所需的各缸期望负载压力；内环级由n个基于扰动观测的单输入单输出液压缸非线性负载压力控制器组成,用于在有扰动情况下实现对每个提升缸期望负载压力的精确跟踪控制。以四缸同步提升系统为实例的运行结果表明,该控制策略可以有效地实现多缸运动同步控制。

针对火车车轮各生产工序间轮坯传递的高负载、高温、高位置精度、高生产率等要求,提出了一种多自由度生产机械手解决方案。该机械手采用特殊的机构设计方案,实现了轮坯多自由度的自动定位、夹紧和传递等功能;采用西门子高速响应运动控制器和电液伺服控制技术,实现了机械手高性能运动控制。实际运行效果表明,该机械手具有工作范围大、定位精度高、夹紧可靠、生产效率高等特点,并且已经应用于火车车轮生产过程,较好地解决了各生产工序间的工件传递。

为了满足钢管生产过程中对钢管捆成形和包装的需要,对钢管捆自动成形电液比例系统进行了模糊比例-积分-微分(PID)控制研究.基于该系统的组成和工作原理,分析了双缸管排水平定位和竖直定位堆放控制问题,给出了管排竖直定位堆放误差的补偿算法.采用专家智能控制与模糊PID控制技术相结合,得到了具有二级结构的模糊PID控制策略,并对实际系统设计了相应的模糊PID控制器.系统控制结果表明,模糊PID控制器能修正各控制参数,提高了系统控制的自适应性和鲁棒性.与常规的PID控制器相比较,该控制器具有更好的系统运行性能.

以钢管生产过程中的扩轧管电液伺服系统为背景，分析了非对称比例（伺服）阀及其阀控制缸机构的非线性特性，建立了系统非线性数学模型以更加细致地描绘实际系统，并提出了基于一种子集稳定控制方法（SSA）的非线性控制策略。仿真控制和实际系统运行结果表明，该控制策略与常规PID控制相比，具有更好的系统响应性能，为解决工程实际问题提供了一种有用的工具。