为提高氮化硅陶瓷圆柱滚子轴承套圈滚道的表面质量及磨削效率，使用超高速万能外圆磨床对套圈滚道进行高速磨削试验，分析了工件线速度、砂轮线速度和进给速度等磨削参数对套圈滚道磨削表面质量与磨削效率的影响机制与规律。试验结果表明，套圈滚道表面粗糙度随着工件线速度及砂轮线速度的增大呈先减小后增大的趋势，随着进给速度的增大而增大；当磨削速比为200时，随着砂轮线速度的增大，套圈滚道表面粗糙度变化不大，比磨除率增大，磨削效率提高；当砂轮线速度为150 m/s、工件线速度为0.75 m/s时，进给速度的增大使比磨除率增大，但套圈滚道表面质量变差；在试验条件下，套圈滚道高速磨削后表面粗糙度值在0.065 0～0.098 5μm范围内，满足精密加工要求。为提高磨削效率，推荐磨削速比为200、砂轮线速度为120～150 m/s和进给速度为18～28μm/min。

为研究激光加工参数对Al2O3陶瓷材料加工表面质量的影响，采用光纤激光器和CBN刀具对尺寸为Φ10 mm×100 mm的Al2O3工件进行了激光辅助车削(Laser-Assisted Machining, LAM)实验。设计4因素4水平正交实验，采用田口方法，以寻求最小表面粗糙度为指标，研究了激光功率P、主轴转速S、进给速度f和背吃刀量ap对表面粗糙度和刀具磨损的影响规律。经方差分析(Analysis Of Variance, ANOVA)及各因素主效应分析，各加工参数对表面粗糙度和刀具磨损影响因素大小排序依次为：激光功率>背吃刀量>进给速度>主轴转速。选取背吃刀量为0.15～0.3 mm,进给速度为3～9 mm/min,主轴转速为350～950 r/min,激光功率为60～165 W范围内，以表面粗糙度最小为指标，得到最佳加工参数组合：背吃刀量为0.15 mm,进给速度为3 mm/min,主轴转速为550 r/min,激光功率为165 W;以刀具磨损程度最小...

采用激光选区熔化(Selective Laser Melting, SLM)技术成形制备316L不锈钢试样，探索了不同激光能量密度对金属增材制造成形质量的影响规律。选取激光功率、扫描间距、扫描速度和铺粉厚度等工艺参数，设计了正交试验，分析了激光能量密度对试件侧表面的表面粗糙度、维氏硬度、致密度、残余应力及表面形貌的影响规律。结果表明，随着激光能量密度的增大，试件侧表面的表面粗糙度与维氏硬度呈现先减小后增大的趋势，致密度和残余应力呈现先增大后减小的趋势，在激光能量密度为70.37 J/mm~3时试件表面质量最佳，即最优工艺参数为激光功率P=190 W,扫描速度v=750 mm/s,铺粉厚度h=0.03 mm,扫描间距d=0.12 mm。

针对自动导航车(Automated Guided Vehicle, AGV)纠偏控制响应较慢这一问题，提出了一种自适应伸缩因子的变论域模糊纠偏控制方法。建立了AGV的运动学方程，以车体位置、角度偏差为输入量，以车体转向角度为输出量，在设计模糊纠偏控制器的基础上，引入了基于函数模型的参数自适应伸缩因子，将系统误差作为输入，将伸缩因子参数作为输出，实现了伸缩因子基于函数模型的参数实时自适应调整，使模糊变论域跟随误差变化而调整，避免因变论域不恰当导致控制效果变差的问题。最后通过MATLAB环境下的Simulink仿真研究，将该控制器的纠偏控制效果与传统模糊控制、传统变论域模糊控制的纠偏控制效果进行仿真对比，验证了该控制器的纠偏控制响应更快。

针对多机器人实物生产线研究投入大、不易规划等问题，提出了将实物和仿真软件结合构建多机器人虚实一体化的编程方法。以可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC)为核心控制器，在RobotStudio软件中通过套接字(socket)、在实物中通过Profinet技术实现机器人与PLC的通信。压铸单元仿真工业机器人接收到真实PLC控制信号后，通过Smart组件和机器人信号逻辑配置完成压铸动画和机器人运动；检测单元实物工业机器人接收到真实PLC控制信号后，与欧姆龙相机通过socket形式进行图像正、反面采集和检测。多机器人虚实一体化协调控制及节拍优化方法，解决了现有硬件资源瓶颈问题，能进一步指导实际生产线设计和生产计划调整。

针对高速列车主动悬架作动器故障对列车运行稳定性和乘坐舒适性的影响，提出了一种基于故障补偿的高速列车主动悬架主动容错控制方法。建立了1/4车体横向二自由度高速列车主动悬架模型及作动器故障模型，设计鲁棒H∞输出反馈控制器作为高速列车主动悬架的常规控制器。基于自适应观测器设计高速列车主动悬架作动器在线故障估计器，并以故障估计结果作为输入设计故障补偿器，补偿高速列车主动悬架作动器故障带来的作动力损失，由常规控制器和故障补偿器共同作用实现高速列车主动悬架主动容错控制。采用Matlab/Simulink软件进行仿真，结果表明，基于自适应观测器的在线故障估计器可有效估计作动器常见故障的真实值大小，且故障估计的误差较小，并在基于故障补偿的高速列车主动悬架主动容错控制下，使高速列车故障悬架性能在短暂时滞后恢复至与正常悬架性能相接近的水平。

为了提高智能汽车换道行驶的安全性，提出一种智能汽车换道避障的控制方法。基于驾驶员的换道行为数据，对实际驾驶员的换道行为进行分析，通过聚类分析得到不同车速区间下换道过程中的方向盘转角数据；借助商业场景软件PreScan对换道轨迹进行还原，对传统的模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)算法进行改进，以实际驾驶员的换道轨迹作为控制算法的输入，开发了一套仿驾驶员换道系统，并基于dSPACE仿真机柜搭建一套模型在环(Model In Looping, MIL)测试平台，对开发的仿驾驶员换道系统的策略与性能进行仿真测试。结果表明，仿驾驶员换道系统可以较好地避开障碍物完成换道操作，并且保持较好的安全性与稳定性。

为提高某平头式商用车驾驶室的安全性，建立驾驶室有限元模型，依据GB 26512—2011《商用车驾驶室乘员保护》,分别进行了正面摆锤碰撞、顶部强度和后围强度有限元仿真分析。仿真结果表明，原设计方案存在前悬置支架断裂风险，不能满足驾驶员对生存空间的要求。基于仿真结果，提出3种改进方案并进行正面摆锤碰撞仿真分析，改进的驾驶室生存空间均能满足法规。对于前悬置支架在正面摆锤碰撞工况中存在断裂风险的问题，提出采用ZGD650-830材料代替原方案中的铸铁材料。综合考虑汽车轻量化和生产成本，采用在驾驶室前围布置吸能盒，以及更换前悬置支架材料的方案，可以有效提高驾驶室的安全性能。

人工划孔线与手工找正孔位相结合的传统方法限制了数控落地镗铣床加工不同心弯管孔系时的自动化效能；定位算法可实现机床自动定位制孔，能显著提高加工质量和效率。采用移除断面法将弯管外形转换成圆弧特征曲线，获得其与工作台旋转中心的相对位置关系；通过分析弯管孔系加工过程机床运动轨迹规律，获得以工作台旋转中心为加工原点的弯管孔系定位算法。结果表明，定位算法实现机床自动定位制孔；相邻孔中心距变异显著小于传统方法，样本均值更趋近公称尺寸，标准差仅为传统方法的44%,产品合格率显著提高；减少传统方法制孔过程中的非增值时间，制孔效率提高2～3倍。提出的定位算法为数控落地镗铣床对弯管孔系自动化、精确及高效制孔提供了参考。

针对产品变型设计中零/部件之间依赖关系复杂和知识重用效率低等问题，提出了支持产品变型设计的生成式参数化设计方法。该方法在分析产品变型设计自身特点以及与其设计过程之间关系的基础上，将产品划分为功能相对独立的一系列设计区域，并通过构建骨架模型管理各设计区域的关联关系，实现了装配结构与各设计区域建模结构的分离；针对各设计区域建立了设计元素库，并给出了基于知识的设计元素建模方法和流程，将设计知识、经验等融入到设计元素中；以骨架模型为配置参考，通过设计元素的替换、参数变更等操作实现了知识辅助的产品自动变型设计。最后以Inventor三维建模软件为平台，以自行车曲柄为具体设计实例，展示了产品变型设计过程，证明了所提方法的有效性。

角接触球轴承在配对过程中，对于各项尺寸数据要求极其严格，如果要实现万能组配，不仅在生产工序、加工工序及装配工序有高精度要求，两两轴承之间的尺寸相互差也是重要影响因素。针对轴承配对成功率低、尺寸相互差不可避免这一问题，通过建立背对背(DB)组配的角接触球轴承模型，利用ANSYS/LS-DYNA软件研究配对轴承理想情况、具有尺寸相互差和不同过盈量时3种工况下轴承的动态接触特性，得到两轴承的应力特性、位移特性、速度特性及加速度特性曲线，之后使用Romax Designer软件对配对轴承进行载荷分布及寿命分析，参数化尺寸相互差对配对轴承动态特性的影响可以为轴承配对提供合理的参考。

为提高下运带式输送机运行的可靠性，提出采用永磁阻尼托辊来实现制动的调节。利用Maxwell软件的3D瞬态求解器得到永磁阻尼装置瞬态磁场磁感应强度及电涡流分布图，分析了磁感应强度及电涡流的分布特点和规律；通过仿真计算得出了永磁阻尼装置的阻尼力矩。利用压陷滚动阻力实验台间接测得不同带速下永磁阻尼托辊的阻尼力矩。结果表明，仿真与实验结果符合程度较高，为永磁阻尼托辊的进一步研究提供了依据。

为掌握砂布轮柔性抛光对航空发动机叶片表面波纹度影响机制，采用傅立叶变换(FFT)分析获取了柔性抛光磨具系统振动主要频谱，利用小波分析法获取了试件柔性抛光前后表面波纹频谱信息。分析结果表明：砂布轮柔性抛光过程会产生间歇式强迫振动，且强迫振动激振频率与砂布轮转速成线性关系；砂布轮柔性抛光没有彻底去除铣削残留的波纹信息，但波纹度值显著降低；强迫振动高频信息会复印在试件柔性抛光表面，形成新的致密的规律性纹理。通过分析柔性抛光表面三维形貌证实了小波分析结果的可靠性。

随着航空工业的发展，飞机经过长时间服役，其广布疲劳损伤带来的飞机服役可靠性问题日益受到关注。针对飞机铝合金壁板结构开展了疲劳裂纹扩展试验与剩余强度拉伸试验，以及数值仿真研究，并采用塑性区连通准则、表观断裂韧性准则、净截面屈服准则和韧带平均应力准则4种典型的多裂纹连通准则对其剩余强度进行了对比分析。结果表明：随着疲劳裂纹的逐渐扩展，裂纹尖端应力强度因子逐渐增大，裂纹扩展速率逐渐增大。对于含多裂纹的铝合金壁板结构，建立剩余强度与裂纹总长度的关系更能准确体现机身壁板在实际服役过程中的剩余强度变化。与其他3种准则相比，塑性区连通准则可以控制含等长度裂纹与非等长度裂纹的铝合金壁板结构剩余强度的预测结果与试验结果的相对误差在5%以内，是4种准则中预测精度最高的，因此，塑性区连通准则对飞机铝合金壁板结构广布疲劳损伤设计具有良好的指导意义。

为研究钎焊金刚石锯片自动化切割铸造不锈钢的性能，用30/35目和40/45目两种粒度的金刚石锯片在数控铣床上进行了切割试验。用红外热像仪、多通道振动控制及测量系统同时对切割过程中的切割温度与振动信号进行采集与分析；用扫描电镜对切割过程中的磨粒磨损形貌进行观察；用表面粗糙度测量仪分别测量30/35目和40/45目两种粒度的钎焊金刚石锯片切割后试样的表面质量。结果表明，两种粒度钎焊金刚石锯片湿式切割不锈钢均获得了较好的加工表面质量，30/35目比40/45目钎焊金刚石锯片切割温度低、振动幅度小。

为了加强磨料颗粒流在工业除鳞上的作用效果，提出一种新型磨料射流除鳞喷头，并在额定工况条件下进行数值模拟，得到了6组不同靶距下的外流场数值结果。结果表明：该新型磨料射流除鳞喷头在外流场的磨料颗粒主要集中于靶面中心区域，磨料颗粒流沿靶面各方向的速度梯度变化较小，速度大小分布较均匀，喷头有较好的除鳞效果，且拟合的磨料颗粒流在外流场的有效除鳞宽度随喷头靶距变化的经验公式结果也与实验结果基本吻合。该新型喷头及相关结果可为磨料射流除鳞喷头的选型及优化设计提供一定的参考及理论支撑。

为了改进原有码包装置两侧运动过程的不同步，提出一种单驱动对称八杆码包机构替代码包装置，并对其进行运动学分析和优化设计，以便提高该机构在实际工作中的稳定性及可靠性。绘制码包机构的运动简图，通过复数矢量法对机构进行运动学分析，然后通过MATLAB软件中fmincon函数对优化模型进行求解，再将优化后的杆长等参数代入ADAMS软件中进行仿真。运动学分析后得到了关键构件的位移、速度和加速度方程；MATLAB优化后得到了新模型的杆长等尺寸参数；在ADAMS中仿真得到了执行构件优化前后的角加速度及转角曲线对比图。对比优化前后机构的仿真曲线结果，验证了该优化方法的可行性、正确性。

为了改善冰箱压缩机出现的舌簧型排气阀片断裂问题，以某定频压缩机为例，建立阀片运动时的单质点梁模型，并通过Ansys Static Structural软件进行仿真计算和优化分析，发现限位板弧面结构以及与阀片的压紧面面积对阀片等效应力影响较大；并对装配有优化限位板的压缩机进行加速寿命实验和性能测试实验。结果表明，优化后的限位板能够有效提高阀片的寿命，压缩机性能稳定且阀片没有出现断裂现象。

针对目前磁流变离合器传递扭矩较小，提出一种永磁体和线圈叠加下多极式磁流变离合器，该结构通过线圈和永磁体产生的2个叠加磁场来增强工作间隙的磁感应强度。首先，基于结构参数及尺寸，结合Bingham模型，推导了该多极式磁流变离合器的输出扭矩计算公式，并针对磁路结构的关键参数开展了参数化研究；然后，采用梯度自由优化(Bound Optimization BY Quadratic Approximation, BOBYQA)算法对磁路结构的主要参数进行优化，并将优化值与初始值进行对比；最后采用有限元仿真，分析该多极式磁流变离合器工作间隙的磁感应强度大小以及磁场分布情况。结果表明，优化后该离合器的输出扭矩较优化前提升了27%,最大输出扭矩值约为118.36 N·m,为永磁体和线圈叠加下多极式磁流变离合器的设计提供参考。

突变载荷是拖拉机传动系统故障的主要诱因，为此提出了粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法-模糊PI控制与异步电机矢量控制相结合的控制方法，实现了拖拉机传动系统台架试验中突变载荷的模拟。引入Isight优化软件，以时间乘以误差的绝对值积分(ITAE)最小为优化目标，利用PSO算法对模糊PI控制器的量化因子、比例因子进行了优化。最后，将优化后的模糊PI控制器导入到异步电机控制模型和拖拉机传动系统加载试验台进行仿真和试验验证。仿真对比分析表明，PSO算法-模糊PI控制与异步电机矢量控制相结合的控制方法比传统PI控制方法和模糊PI控制方法的突变载荷模拟的最大超调量分别降低了53.51%和42.67%、峰值时间分别减少了42.31%和3.23%以及调整时间分别减少了超过25.20%和16.89%。仿真与试验对比分析表明，仿真与试验变化趋势基本一致，且系统能够平稳运行，因此利用PSO算法-模糊PI控制能够有效改善系统的综合性能。

混流装配线(Mixed-Model Assembly Line, MMAL)作为柔性制造系统的一个重要分支，在现代智能制造生产中得到了广泛应用。这种新型的生产方式涉及资源分配、投产安排及物料配送等多方面的生产信息调度。通过对多维生产信息的协同调度优化，能够实现生产资源的合理配置，极大地提高企业的生产效率。对混流装配线调度问题的研究现状进行整理，主要从混流装配线的平衡问题、混流装配线的排序问题、混流装配线的物料配送问题及混流装配线的协同优化问题进行分析总结。最后，指出了混流装配线协同优化问题的发展前景和发展方向。

大规模定制作为一种通过生产个性化的产品或服务来满足客户个性化需求的先进生产模式，已经受到了业界和学术界的广泛关注。由于大规模定制生产模式下客户对每件产品的需求存在差异性，传统的统计质量控制方法已经不再适用。从大规模定制的起源入手，重点回顾了基于大规模定制的文献，通过梳理文献确定了各种大规模定制模式下的质量控制方法。除了对增加样本数据的研究，越来越多的学者也在探索事后控制方法，以及基于智能控制理论的事前预测方法，围绕上述三方面对大规模定制的质量控制研究进行了综述，最后对与大规模定制生产质量控制有关的研究方向做出了展望。

“智能螺栓”及其预紧力监测技术是近几十年来在国内外兴起并受到广泛关注的新型结构-功能一体化产品和技术。因测量原理的差异，“智能螺栓”所用传感器各有不同。有的只能定性反映螺栓的松紧程度，有的可定量并达到≤±5%的测量精度，因此传感器的尺寸、结构、工作方式和连接形式等属性都有着不同的工程应用局限和范围。首先介绍了螺栓紧固件的发展、特点及其预紧力监控的必要性。在综述现有传感器功能化螺栓的结构形式、工作原理、预紧力测量精度、尺寸规格范围、工程应用限制以及国际上相关技术规范和标准的基础上，探讨了传感器功能化螺栓存在的实际应用问题以及发展方向。总体上传感器功能化螺栓所用传感器正逐步由定性向定量，向精度越来越高，尺寸越来越小，对螺栓结构破坏越来越小，兼容性更高的方向发展，为未来在各种关键结构部位、特殊服役环境和较高性能要求场景中的应用提供了更广泛的前景。