为了提高电子节气门响应速度，解决汽车在起步阶段和过渡工况下产生的油门迟滞现象，通过信号放大器放大踏板位移信号，达到调整电子节气门开度的效果，建立电子节气门数学模型，针对节气门非线性因素影响提出一种神经网络在线整定参数算法，针对神经网络收敛速度慢、容易陷入局部最小值的弱点，采用粒子群优化（PSO）算法全局寻优功能优化神经网络的初始权值。实验仿真结果表明，改进的电子节气门和优化后的算法使电子节气门系统滞后时间缩短了48%,最大跟随误差约为3.8×10-3,能够在26 ms完成过渡工况下动态性能的调整，系统响应的超调量约为零，稳态误差为零，有良好的动态响应性能和稳态跟踪性能，在空气流量实验中，节气门最大开度、最小开度及跛行位置时的流量参数均满足要求。

为解决基本遗传算法在移动机器人路径规划中存在的路径不够平滑、易陷入局部最优等问题，提出了一种改进遗传算法。首先采用中间值插入法提高种群的初始质量；其次设计了新的适应度函数来平滑路径；然后采用混合选择策略以改善算法早熟的缺陷，同时对交叉算子和变异算子进行了改进以便增加种群的多样性；设计了自适应策略，对交叉和变异概率进行调整，更有效地避免了算法陷入局部最优的情况；最后提出简化算子，对生成路径进行二次优化。仿真结果表明，该算法在性能上更优。

为减少液压系统设计计算量及提高系统设计可靠性，结合数字孪生与知识图谱技术，构建了基于数字孪生体的液压系统知识模型。搭建基于数字孪生的液压系统知识架构，从物理空间到虚拟空间，形成包含几何、规则、结构及行为4层模型的数字孪生体模型。以此为基础，构建由知识获取、知识表示及知识推理组成的知识模型。运用知识模型推理出新知识并保存至液压系统知识库中，实现知识重用与知识可视化，提高液压系统设计效率。最后，以4JZ-1.0A型履带式辣椒收获机液压系统为例，运用知识模型进行推理，所得液压系统元件型号与理论设计一致，验证了该知识模型的有效性。

针对燃料电池汽车发动机各子系统主要参数匹配计算、方案设计及关键零/部件选型问题，依据燃料电池汽车发动机的设计指标要求，设计了一种基于质子交换膜的30 kW燃料电池汽车发动机。对燃料电池汽车发动机的各子系统，即电堆、空气供应系统、氢气供应系统、冷却系统和控制系统均进行了设计论述。依据GB/T 24554—2009《燃料电池发动机性能试验方法》,将设计的燃料电池汽车发动机在中汽中心进行了强制性检验测试，各项参数均达到了设计指标要求，证实了设计方案的合理性。

为了提高汽车行驶时的操纵稳定性与安全性，针对汽车底盘协同控制进行了研究。采用基于上层控制器和下层控制器的分层控制研究策略，上层控制器为线控主动转向(Steering By Wire, SBW)与电子稳定控制系统(Electronic Stability Program, ESP)协同控制，其根据稳定系数设计了协同控制策略，进而实现下层控制器之间的协同控制；下层控制器包括基于比例积分微分(Proportional Integral Differential, PID)控制设计的SBW控制器和基于反演动态滑模控制设计的ESP控制器。最终通过双移线试验和阶跃转向输入试验进行硬件在环试验分析，试验结果分析表明基于SBW与反演动态滑模ESP的协同控制相对其他控制方法，更能有效提高车辆的操纵稳定性与安全性。

传统的球面铣削方法常存在球面顶部步长过短、步长分布不均匀等问题，影响了球面的加工精度。针对此问题，提出了一种改进螺旋加工控制分布角的宏程序编写方法，可有效解决上述问题，保证球面加工精度要求。首先，根据球半径推导出球面螺旋线方程，使其更适应数控机床宏程序的编写。然后，采用设置函数的方式来控制分布角，进而控制步长的相对均匀性；通过添加防过切代码以解决球面底部过切的问题。最后，通过实验验证该宏程序的可行性。结果表明，编写出的宏程序具有通用性更强、精度更高和安全性更好的特点。

针对模具形状复杂多变，带有大量凸台、凹槽等复杂复合特征的特点，提出了构建复杂模具模型属性邻接图，利用特征面间的边界关系和凹凸关系将复杂模具模型分解为多个元特征，定义面和边的属性类型，构建元特征的特征矩阵。利用各个元特征的特征矩阵与特征库特征矩阵相匹配的特征识别方法，可以实现对模具多类特征的高效识别。最后以冲压模具下模为例进行特征识别分析，证明该方法能有效识别各类特征，满足预期要求。

针对三维设计软件CATIA V5镜像对称功能实体对称后基于模型定义(Model Based Definition, MBD)的数模信息(包括零件属性与图形集)丢失的问题，基于CATIA CAA二次开发平台，结合递归遍历算法，以微软VC++2005作为编程工具，通过对组件应用架构(Component Application Architecture, CAA)二次开发技术的研究，给出一种零件结构信息快速对称的方法，成功实现对称件零/部件属性(包括零件实例名称、编号、版本、定义、术语、数量、类型和图号等)与图形集注释信息的批量提取与创建，并进行实例应用验证，完成对称件MBD数模信息的对称，极大地提高了对称件的设计效率。

CFRP/Ti叠层材料在一体化制孔过程中容易出现钻削力大、加工温度高等情况，造成复合材料分层、撕裂和制孔精度降低等问题。基于低频振动制孔技术进行加工参数优化实验，分析了低频振动制孔缺陷产生机理，得到了优化的加工参数。根据所得加工参数，进行了低频振动制孔与传统钻削制孔的对比实验。实验结果表明，在所得优化加工参数下，使用低频振动制孔工艺能够有效减少刀具磨损，提高叠层材料制孔质量。

研究了一种用于内圆表面的电火花合金化强化修复装置，用此装置在试样表面制备强化修复层，并对修复层进行了微观形貌、微观组织、硬度和磨损性能测试。经过SEM照片和X-RAY衍射相结构分析以及硬度梯度测试，综合判断该装置生成的强化修复层比较完整，且修复层含有碳化物、氮化物以及非晶组织；表层硬度高，强化过程中发生合金化，可达到修复和改善工件表面性能的目的。磨损测试证明了修复层可以有效保护工件，使得工件耐磨性提高3倍以上；磨损过程中，磨损特性表现为磨粒磨损和一定量的疲劳剥落。综合分析可知，研究的内圆表面电火花合金化强化修复装置可实现预期强化修复目的，在电火花修复技术的应用与推广方面具有积极意义。

采用响应曲面法中的Box-Behnken(三因素三水平)实验设计方法，根据实验结果分别建立电压、温度和电解质浓度3个工艺参数下的表面粗糙度和材料去除率响应曲面分析模型；通过研究表面粗糙度Ra和材料去除率MRR在各工艺参数相互影响下的响应曲面和等高线图，得到工艺参数对响应因子即表面粗糙度Ra和材料去除率MRR的影响规律，以及相应目标下的最优工艺参数组合；对最优工艺参数组合进行实验验证并检验模型的准确性。单目标参数优化结果显示，当电压为262 V、温度为80℃及电解质浓度为3.5 wt%时，表面粗糙度Ra达到最小值0.055μm;当电压为239 V、温度为71℃及电解质浓度为4.0 wt%时，材料去除率MRR达到最大值4.766μm/min。双目标参数优化结果显示，当电压为238 V、温度为72℃及电解质浓度为3.8 wt%时，表面粗糙度Ra和材料去除率MRR分别为0.071μm和4.413μm/min。实验验证结果显示，单目标优化时样品的表面粗糙度Ra=0.057μm、材料去除率MRR=4.980μm/min;多目标优化时样品的表面粗糙度Ra=0.078μm,材料去除率MRR=4.292...

针对微细电解加工表面微织构加工精度较差等问题，提出超声振动辅助模板电解加工方法。制备具有通孔结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)绝缘模板，设计制作超声振动变幅杆结构；进行超声振动辅助模板电解加工仿真分析，开展微凹坑加工试验研究。在加工电压为12 V和加工时间为12 s条件下，辅助以纵向超声波振动频率为28 kHz及超声振幅为7μm时有：绝缘模板作用下加工的微凹坑深度为10.4μm,直径为116μm;无绝缘模板作用下加工的微凹坑深度为9.7μm,直径为126μm;无超声振动时绝缘模板作用下加工的微凹坑深度为4.1μm,直径为114μm。

对铝合金材料切削用织构刀具的性能进行了综合对比研究。分析了在切削液条件下微/纳织构刀具的切削效果，并以此为基础对织构刀具干切削铝合金材料时的织构尺度范围进行了重新界定。实验结果表明，切削液条件下刀具表面的微/纳织构均能够改善刀具的切削效果，使刀具的切削力下降，且纳米织构效果好于微米织构；干切削铝合金材料时，刀具表面织构的尺度可扩展至微米级，但当织构宽度超过30μm后，刀具表面织构的效果变差。上述实验结果出现的原因为润滑条件下微米织构不宜存储切削液，而干切削时切屑材料又易于嵌入，恶化了刀具表面的材料黏附现象

金属注射成形(Metal Injection Molding, MIM)微小齿轮由于存在各向异性收缩的成形特性和微小尺寸特征，使得传统的二维小样本和极值检测方法无法体现其三维成形特点。结合MIM微小齿轮的特点，提出MIM微小齿轮光学全齿扫描测量方法。通过将测量点云网格与理论数模进行比对，获得整个微小齿轮的三维偏差；通过在测量点云网格上构建截面，实现对截面上齿廓基本尺寸、齿距偏差和齿厚偏差等的自动测量。试验证明，所提出的光学全齿扫描测量方法可以实现对MIM微小齿轮快速、高精度自动检测，并获得全齿信息，为MIM微小齿轮注射模具的主动设计和制造参数的优化提供必要依据。该测量方法同样适用于注塑齿轮、粉末冶金齿轮、锻造齿轮和金属切削齿轮，有助于推动齿轮制造业向全齿检测的方向发展，提升齿轮制造质量。

针对联合收获机割台装置装配质量检测方法改进和精度提升等问题，结合智能算法进行装配质量检测，采用小波包能量熵对东方红4LZ-9A2联合收获机割台振动数据进行特征提取，利用差分灰狼优化算法平衡全局和局部寻优能力对支持向量机的惩罚系数和核函数半径进行寻优。小波包能量熵所用算法时间相较于变分模态分解和经验模态分解分别缩短了97.64%和96.89%,预测准确率分别提升了1.74%和56.25%,优化后支持向量机预测识别的准确率提升了2.05%。并使用优化后的模型对割台装置进行装配质量检测，进行多组对比试验，结果表明，差分灰狼算法优化后的支持向量机准确率，比粒子群算法提升了7.57%,比遗传算法提升了6.42%,比布谷鸟算法提升了11.80%。证明小波包能量熵对于割台装置振动信号数据特征提取的优越性，以及差分灰狼优化算法优化后的支持向量机对割台装置装配质量预测和识别的有效性，为联合收获机割台装置装配质量检测方法和精度的研究提供了理论指导和工程借鉴。

针对非道路车辆尾气排放测试中常采用的一种便携式车载尾气排放测试系统(Portable Emissions Measurement System, PEMS)不能实时显示试验状态以及进度，造成试验冗余或不足等问题，设计了一种PEMS试验远程监测系统。该系统由车载端与远程端两部分组成，在基于SAE J1939通信协议下，车载端以C8051F120单片机为主控单元(Main Control Unit, MCU),实现了发动机电控单元(Electronic Control Unit, ECU)数据的解析、CAN总线上数据报文的接收与发送；远程端由C++Builder软件开发平台设计了一款人机交互界面，实现了发动机状态参数的实时显示、有效工作事件的筛选、试验累积功的计算以及试验进度显示等功能；同时车载端与远程端之间以无线方式进行通信。试验结果表明，采用本系统所得到的试验累积功的综合误差在±1.25%之内，证明所设计的系统不仅功能丰富而且具有较高的实时性、可靠性与稳定性，提高了PEMS试验的效率，具有较好的现实意义。

针对现有的石油钻杆输送装置提升绞车主要为液压驱动，其系统易受气温和环境的影响，系统稳定性较差，反应不灵敏，需要单独的液压站，不便于拆装和搬运等问题，设计了一套基于可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)的双变频电控绞车系统作为钻杆输送装置的主驱动。使用三维软件建立电控绞车滚筒结构模型，并对其进行强度校核计算，基于ANSYS Workbench软件进行有限元仿真分析，其强度符合要求。该系统采用PLC作为控制器，利用模拟量信号控制变频器，从而同步控制双变频电机，以实现对电控绞车滚筒的控制。该系统自动化程度高、操控方便且安全稳定，避免了液压驱动系统的诸多不便，提高了钻杆输送及钻井的整体效率。

压电式振动给料器作为自动化装配中不可或缺的一环，使物料输送更加平稳、高效及噪音更低。针对矩形压电振子以垂直驱动式进行驱动上的动力不足、有效驱动频率区间小等问题，设计了一种单侧边垂直驱动式压电振动给料器，分析了给料器的工作原理，建立振动力学模型，分析了影响固有频率和料斗振幅的主要因素。制做了振动给料器样机，并进行了试验，试验结果表明，当电压为100 V时，样机的有效输送频率范围为116～134 Hz,在共振点处物料拥有最大的输送速度，分析了流经给料器的电流与阻抗之间的关系，得出样机的固有频率为122 Hz。当样机共振时，随着电压的升高，给料器对物料的输送速度呈线性增长。与同类型的压电给料器相比耗能明显减少。

多路阀是重型机械中液压控制系统的核心控制部件，它决定了系统控制方式、液体流动方向及流动压力。为了提高生产效率与良品率，设计了一种基于工业机器人与机器视觉的多路阀自动装配系统，该系统由电气控制及视觉检测两大模块组成。系统先通过机器视觉对阀块进行型号识别，然后根据不同的型号控制机器人及机械部分执行对应的装配动作，最后结合机器视觉实现对多路阀装配件装配质量的评估，确保产品合格。实验表明，该系统能在工业现场中快速进行高质量的多路阀自动装配，有效地提高了企业产能。

金属纤维多孔材料是一种重要的纤维类多孔材料，具有优异的吸声性能。对金属纤维多孔材料的制备工艺进行了介绍，综述了金属纤维多孔材料的吸声理论模型以及试验研究的现状。针对单层金属纤维，依据理论与试验研究结果，详细探讨了不同结构的金属纤维多孔材料的特性参数(包括纤维丝径、孔隙率和平均孔径等)、装配参数(主要指背后空气层厚度)、梯度特性以及外部环境对材料吸声性能的影响。探讨了金属纤维复合结构的吸声性能以及金属纤维多孔材料吸声性能的优化现状。最后阐述了金属纤维多孔材料在声学领域的工程应用，并对金属纤维多孔材料的后续研究工作进行了展望。

随着微装配技术的发展，微装配系统的智能化趋势日益明显。介绍了微装配系统智能化的研究背景及国内外相关技术研究成果，结合人工智能技术及机器人技术建立了智能微装配机器人的技术框架。然后对于智能微装配系统中的智能显微机器视觉技术、智能控制与决策技术和数字化微装配技术取得的研究成果分别进行了综述与总结，对存在的问题与技术难点进行了分析，提出了未来发展的思路。最后对智能微装配技术的发展前景进行了展望。

为实现碳化硅晶片的高效低损伤抛光，提高碳化硅抛光的成品率，降低加工成本，对现有的碳化硅化学机械抛光技术进行了总结和研究。针对碳化硅典型的晶型结构及其微观晶格结构特点，简述了化学机械抛光技术对碳化硅材料去除的影响。重点综述了传统化学机械抛光技术中的游离磨料和固结磨料工艺以及化学机械抛光的辅助增效工艺。同时从工艺条件、加工效果、加工特点及去除机理4个方面归纳了不同形式的化学机械抛光技术，最后对碳化硅的化学机械抛光技术的未来发展方向进行了展望，并对今后研究的侧重点提出了相关思路。