以由比例溢流阀与比例调速阀控制的阀控缸系统为研究对象，建立液压系统动力学模型；基于LuGre模型对推进液压缸摩擦力进行补偿；建立鬃毛观测器对阀芯运动特性进行估计并通过Lyapunov第一法证明观测器的稳定性；将液压系统的不确定性和外负载干扰进行整合，并选取自适应率进行估计；基于反步积分自适应控制算法，提出了一种压力-速度复合控制策略并对其稳定性进行验证。以液压缸速度控制为基础，将压力误差引入速度期望，实现阀控缸系统的压力-流量复合控制。建立AMESim-Matlab阀控缸系统联合仿真平台来对压力-速度复合控制策略性能进行分析。仿真结果表明：压力-速度复合控制器在阀控缸系统速度调节、突变负载以及负载扰动等工况下均具有良好的控制性能；比例溢流阀溢流量的控制有效减小了系统压力的波动和超调；改变压力误差占比可有效改变地层突变时的压力、速度误差分配，在实际工程中，可根据需要通过改变压力误差占比来对复合控制的误差进行分配。

30CrMnSiA薄壁杯形件是广泛应用于谐波减速器柔轮壳体的一类关键基础零部件。文中针对传统采用车削制备的30CrMnSiA薄壁杯形件强韧性不足而导致谐波减速器承载能力较低及寿命较短的问题，提出采用旋压-调质-旋压-时效的形变-热处理工艺来实现30CrMnSiA薄壁杯形件的少、无切削高性能制备；并通过拉伸及冲击实验，对比各工序件的力学性能变化规律，对各工序件的微观组织进行了分析。结果表明：旋压-调质工艺可获得具有较高强度的回火索氏体组织，但是材料的塑性降低；时效处理使旋压成形获得的纤维状微观组织进一步细化，并在铁素体基体上析出均匀弥散分布的细小碳化物；在300 ℃+6 h时效处理时可同时获得较高的强度和良好的塑性。相比调质后车削成形，采用形变-热处理相结合制备的30CrMnSiA薄壁杯形件的屈服强度和抗拉强度分别提高了93.65%和47.88%，硬度提高了26.87%，冲击强度提高了12.01%，同时还具有较好的塑性，断后伸长率和断面收缩率分别达11.60%和24.64%。采用旋压-调质-旋压-时效的形变-热处理工艺可实现薄壁杯形件的强韧化制造，为高强韧性薄壁杯形件的生产提供一种新的工艺方法。

针对工业机器人用精密RV减速器齿廓动态磨损难以准确预测的问题，以BX-40E减速器为实例，基于广义Archard磨损公式，通过等效实验求得不同位置条件下减速器的磨损系数，并在磨损预测过程中考虑磨损演化后不同位置条件变化的影响。根据变形协调理论和Langkali-Nikraves接触力模型确定齿间载荷分配与接触压力，考虑时变齿廓磨损与啮合力激励，采用解析建模方法建立了传动系统齿廓动态磨损数值计算模型。对比磨损系数取定值的齿廓磨损曲线，磨损数值与齿面分布规律均存在显著差异，整体差异随磨损次数增加而加剧，得出考虑接触位置条件差异的磨损系数对齿面磨损量化的准确性与必要性。摆线轮、针齿轮的齿面磨损深度曲线沿齿廓呈非对称不规则的倒“W”形，靠近齿根齿顶的部分因磨损而率先脱齿后再啮合，造成冲击，从而出现微突峰。在摆线齿廓凹凸过渡位置几乎不发生磨损。随磨损次数增加磨损峰峰域变窄，磨损率增势非均匀减缓。啮合力与压力角之间成一次函数映射关系。文中研究结果可为提高摆线针齿轮的减磨减振性能提供理论基础。

威布尔分布因其数学处理的便利性和适应性而被广泛用于描述产品寿命，引入了位置参数的三参数威布尔分布是研究机械零部件可靠性最适合的模型之一，尤其适用于长寿命、高可靠性的产品。三参数威布尔分布的参数估计一直是关注的焦点，本文中提出了一种基于最小二乘的迭代方法对其进行参数估计，将初始位置参数设置为0，使用最小二乘法得到初始形状参数和尺度参数，将其代入位置参数的无偏估计得到新的位置参数，进行多次迭代，在此过程中形状参数和尺度参数逐渐变小，位置参数逐渐变大，最终获得稳定的形状参数、尺度参数和位置参数，即为最终的参数估计值，并计算可靠度为99%的寿命。通过蒙特卡洛（Monte Carlo）仿真证明此方法是收敛的，并在不同的威布尔模型、不同中小样本量（样本量为10、15、20、25和30）下，使用偏差（Bias）和均方差根（RMSE）两个指标与相关系数法进行对比，此方法估计的3个参数及可靠度为99%的寿命更加准确。通过两个实例分析，表明该方法具有可行性和有效性，估计结果与相关系数法相比更加保守，更适于工程应用。

随着科技的发展和生活的需要，柔性抓手因其安全性和柔顺性逐渐成为了研究热点。捕蝇草作为一种能够实现包络抓取的植物，其运动特点对于柔性抓手的抓取运动具有较好的参考性。文中根据软体网格结构和捕蝇草的变形机理，提出了一种由双仿生叶片组成的液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手结构。首先基于本构模型提出了完全嵌入式单列网格弯曲角度和压力关系的数学模型，然后基于仿真模型分析了多列网格弯曲角度和压力的关系，确定了柔性抓手0.040 MPa的工作压力。通过分析仿真结果，得出了边缘不完整网格的弯曲角度变化和受力均大于完整网格的结论，证明了不完整网格处是柔性抓手强度的薄弱点。进行了液压驱动和气压驱动仿生叶片的弯曲实验和闭合力实验，证实了在工作压力下液压驱动的性能优于气压驱动，确定了柔性抓手0.010 MPa的准备压力。最后通过适应性实验证明了所设计的柔性抓手能抓取不同形状的物体，证实了最大负载能力达304.3 g。文中设计的液压驱动仿生捕蝇草柔性抓手可以为活体昆虫捕捉和无损采摘提供有效的解决方案，也可为仿生植物机器人的研发提供理论和技术基础。

五自由度的机械臂无法达到任意位姿，采用传统的位姿描述方式进行逆运动学求解时，极易产生无解的情况。文中以一种适用于清洁、喷涂、焊接等作业的、由4个旋转关节和1个移动关节构成的五自由度机械臂为例，建立运动学模型并进行逆运动学分析，在此基础上，提出一种关节角参数化结合接近矢量可行方向的逆运动学求解方法。该方法基于自由度约束的末端位姿描述，先通过关节角参数化将末端执行器的运动空间由三维降为二维，再采用几何法分析末端执行器在不同目标位置（远端、中间端、近端）时的接近矢量的可行方向，从而避免参数盲目取值，确保运动学逆解的存在，然后根据运动连续性和各关节的运动范围从中筛选出最优解。路径规划仿真结果表明，实际路径与规划路径非常吻合，关节运动平稳，证明了所提方法的可行性和准确性。文中研究的五自由度机械臂具有一定的代表性，逆运动学求解方法计算复杂度低，求解过程较为简便，求解思路可为欠自由度机械臂的逆运动学求解提供借鉴。

在低温差斯特林发动机的功率预测和参数优化分析中，传统的分析方法并不实用。为了快速准确地预估低温差斯特林发动机的输出功率，文中研究二阶Simple模型在低温差斯特林发动机的热力学循环分析中的应用。描述了低温差斯特林发动机的简化结构模型与内部工质的温度特性，基于Simple模型推导低温差斯特林发动机中非理想换热器的实际换热方程式，分析发动机的回热损失、泵送损失和换热器实际换热量。通过实例计算说明低温差斯特林发动机系统内部工质的温度、压力和能量随曲柄转角的变化，分析低温差斯特林发动机的理论输出功率。将低温差斯特林发动机在不同加热温度下的实际输出功率与Simple模型的计算功率对比，对比结果显示，Simple模型计算的输出功率与实际输出功率之间的误差较小，表明Simple模型与低温差斯特林发动机的实际循环吻合较好。为了研究低温差斯特林发动机中回热器对发动机性能的影响，文中优化了低温差斯特林发动机的回热器结构，将回热器优化后的实际输出功率和Simple模型计算功率，与回热器优化前的实际输出功率和Simple模型计算功率对比。对比结果显示，优化回热器后的低温差斯特林发动机的实际输出功率与Simple模型计算功率均提高20%，表明优化回热器结构是提高低温差斯特林发动机性能的切实有效的方法。

LiDAR（Laser Imaging，Detection，and Ranging，激光雷达）与双目相机的多模态数据融合是3D重建领域的一个重要研究方向，两种传感器各有优缺点，通过多模态数据融合可以实现互补，获得更好的重建效果。为了实现数据融合，首先需要将两种数据统一到同一个坐标系下，LiDAR与相机之间外参的高精度标定结果对后续的3D重建十分重要。在LiDAR与相机的外参标定过程中，受LiDAR点云的稀疏性与其定位误差的影响，提取精确的特征点并构建正确的点对应关系是一个挑战性的问题。此外，LiDAR在球坐标系下完成测量工作，而大多数标定方法忽略这一特性，直接使用笛卡尔坐标测量结果进行标定，引入了沿坐标轴各向异性分布的误差，导致标定精度下降。针对该问题，有研究者提出了各向异性权重方法，但仍存在一些缺陷。文中提出了一种最小化LiDAR球坐标误差的LiDAR与双目相机标定方法。首先，提出了一种使用形心特征点的新的标定板，改善特征点的提取精度；其次，将各向异性的LiDAR笛卡尔坐标误差转换为各向同性的球坐标误差，直接最小化球坐标误差求解外参。实验研究表明，本文提出的各向同性误差法相比各向异性权重方法保证求解结果为全局最优，且在牺牲部分精度的前提下所需标定样本数大幅减少，在最优标定误差为2.75 mm的情况下牺牲3.6%的精度能够减少约54.5%的数据量。

表面层微观组织结构变化决定了零件的宏观性能，准确实现零件加工表层微观组织演变预测，进而提高零件加工表层力学性能（如硬度），是改善零件服役效能以及实现零件长服役寿命可控加工的一种有效方法。切削加工是钛合金TC4零件制造工艺中最基本的加工方法之一，切削过程中材料的剧烈塑性变形导致TC4加工表层微观组织变化复杂，本文针对TC4切削过程中的晶粒细化现象，对不同切削速度（100 ~ 500 m/min）下TC4组织结构多尺度分布特征、晶粒细化演变规律及其对表面材料硬度影响进行了研究。结果表明：TC4加工表层介观尺度（10^-6 ~ 10^-5 m）晶粒细化程度随切削速度提高呈现先增大后减小趋势，切削速度为300 m/min时，加工表面晶粒细化程度达69.7%，切屑剪切带晶粒尺寸细化至2 ~ 6 μm；微观尺度（10^-8 ~ 10^-7 m）上表现为复杂位错组态和纳米孪晶，纳米孪晶类型主要为｛10\bar{\mathrm{1}}1｝压缩孪晶，且纳米孪晶在较高切削速度（> 200 m/min）下产生；基于修正的Z-H晶粒细化模型和纳米孪晶体积分数预测模型，并考虑切削过程中晶粒细化引起的硬化作用，实现了TC4切削过程中晶粒尺寸以及硬化规律预测；构建了切削过程中晶粒细化引起的硬化规律与材料显微硬度的关系，通过模拟钛合金切削过程中晶粒细化程度和纳米孪晶形成，实现了TC4加工表层硬度预测，揭示了TC4加工表层微观尺度硬化机理。

随着现代技术的发展，在汽车和航空航天等领域都在追求材料的轻量化，而材料的高强度高韧性是轻量化的基础。7000系铝合金（Al-Zn-Mg-Cu系铝合金）具有高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性能等优点，其中7055铝合金是所有铝合金中强度最高的。喷射成形工艺是7055铝合金常用的制备方法。铝合金锭坯在沉积过程中的稳定生长是喷射成形工艺制备形貌一致、沉积质量均匀的大规格锭坯的基础。受喷射成形过程中众多工艺参数变化的影响，现有的理论模型难以满足实际生产过程中质量控制要求。文中通过所采集的喷射成形过程工艺历史数据与锭坯沉积表面直径的相关性分析，结合BP神经网络与遗传算法，构建锭坯直径的GA-BP神经网络预测模型及生长速度调控模型；根据工艺参数的实时波动，计算直径变化量，作为输入层导入经过训练的速度调节神经网络模型，对沉积基底的升降速度进行优化调控，使得锭坯沉积生长形貌均匀稳定。最后采用该方法对锭坯沉积生长速度调控工艺进行实验分析。结果表明，通过该工艺参数优化方法制备的大规格锭坯直径尺寸偏差在5%以内，验证了生长速度调节的可行性。

微机电系统（MEMS）又称微系统或微电子机械系统，是在微电子技术基础上发展起来的一种高科技微型器件或系统。MEMS集光刻、腐蚀、LIGA、硅和非硅表面微加工、精密机械加工等技术于一体，其尺寸在微米量级。利用微加工技术生产的微传感器以结构简单、灵敏度高和工作稳定等特点而广泛应用于工程实际中。微传感器通常采用静电激励与电容检测方法检测信号，即利用谐振梁振动时的位移变化导致电极之间的距离变化，从而使电极之间的电容值产生变化，检测到的电容变化频率即为谐振梁振动的频率。为解决微传感器电容检测信号微弱、检测精度较低的问题，提出了一种十字型微谐振梁。为研究微谐振梁的多场耦合效应，在考虑范德华力、电场力的情况下建立了谐振子的多场耦合非线性动力学方程。采用林滋泰德-庞加莱法求解获得其非线性振动的动态位移，分析了多物理场参数对于谐振子振动位移平均值以及电容变化量的影响规律。运用微纳加工手段制作出十字型微谐振梁，采用静电激励-电容检测方法进行了谐振频率和振动位移导致的电容变化量测试。结果表明：十字型谐振梁增大了极板面积，电容变化量增加，其信号强度更强。当面积增大75%时，电容变化量为原来的4.2倍，信号强度增强5.0倍，因此更加便于电容检测。

磁弹磨粒具有磁性、低弹性模量以及优良的研磨性能，能够提高加工效率和加工质量。首先，基于磁场基本理论和磁弹磨粒特性，分析了磁弹磨粒双磁盘磁力刀具钝化机制；然后，基于磁场中磁弹磨粒的磁场力对离散元软件EDEM进行二次开发，建立了磁弹磨粒双磁盘磁力刀具钝化过程仿真模型，研究了磨粒粒度、磁化率和磁盘间距对刃口碰撞次数和磨粒旋转速度的影响规律；最后，采用Matlab软件对刀具刃口轮廓进行重建，提出了基于钝化面积的改进形状因子表征方法，通过正交实验研究了磨粒粒度、磁化率和磁盘间距对刃口钝化量的影响规律，并验证了所提改进形状因子表征方法的可行性。结果表明：随着磁弹磨粒粒度的增大、磁化率的增加和磁盘间距的减小，刃口碰撞次数和磨粒旋转速度增大；钝化参数对刃口钝化量的影响程度大小依次为磨粒粒度、磁盘间距、磁化率，最优钝化参数组合为磨粒粒度40目、磁化率0.1、磁盘间距15 mm；仿真与实验钝化面积的最大相对误差为16.33%，最小相对误差为0.42%，仿真能够较好地预测刃口钝化形貌，且改进的刃口形状因子能够较好地表征刀具刃口钝化形貌。

低速工况下处于混合润滑状态的滑动轴承易因变形或倾斜而发生磨损。为分析轴颈倾斜和磨损对滑动轴承混合润滑特性的影响，建立了计入轴颈倾斜和弹性变形的平均流量方程、G-T接触方程和Archard磨损方程耦合模型，采用有限差分法及超松弛迭代法计算混合润滑状态下轴承特性参数和时变磨损参数，对比了轴颈倾斜前后或磨损前后轴承的润滑性能，并分析粗糙度和边界摩擦系数等因素对各性能参数的影响。搭建摩擦磨损试验台测试了倾斜状态下轴承的润滑特性，验证了理论模型的正确性。理论分析与试验结果表明：重载大偏心时轴承转变为混合润滑状态，轴颈倾斜程度越大，轴承越容易发生混合润滑；轴承倾斜后，压力峰值和接触区域形状发生改变，磨损量因而发生变化，并且磨损深度分布沿轴向或周向倾斜；磨损降低了油膜的动压效应，并且使膜厚比降低，导致油膜压力峰值下降约20%，接触压力峰值降低约90%，承载力最高下降约19.71%；对比磨损前后的轴承形貌发现，轴颈倾斜使得磨损集中于间隙减小的一端。该研究可为实际工程中轴承的设计提供理论依据。

为揭示振动筛振动与物料颗粒运动的相互作用，了解振动参数对系统动态特性的影响，建立了振动筛系统动力学与颗粒动力学的耦合分析模型，实现了振动筛系统筛分过程的实时双向耦合仿真，有效提高了仿真模型的精度。根据振动筛分试验计算出筛分产品的实际产率，得到了稳定状态下各层筛网上的颗粒分布情况。相较于未耦合模型，考虑振动筛与颗粒动力学耦合的模型能获得更为精确的受力分析，且计及了筛体对物料的抛掷作用，避免了传统仿真中各层筛面的颗粒堆积，与实际筛分情况更相符。同时，分析也表明物料最大冲击力不随筛网层数的下移而降低。文中最后研究了物料冲击力随振动筛主要参数的变化规律，发现：物料冲击力的大小随筛面面积呈同方向改变，筛网长度的变化会造成物料驻留时间的变化，从而影响冲击力；物料冲击力的大小随筛面倾角的增大而减小；当振动方向角在57°~90°范围内变化时，冲击力呈倒V字型变化。文中研究结果为振动筛的减振降噪动态优化设计提供了理论指导。

模内热压定型是纸浆模塑餐具生产过程中的一种常用干燥方式，它是将成型后获得的湿纸模胚在被模具挤压与抽真空的条件下进行加热。加热板作为热压定型机的热源，其工作表面的温度均匀性影响着制品的干燥质量。针对纸浆模塑热压定型过程中加热板的温度不均匀性问题，文中提出了一种联合仿真与正交试验的优化方法。首先，对加热板的工作过程进行分析，建立了加热板的传热模型；然后，基于Fluent对加热板进行温度场的数值模拟，根据温度场分布结果将油路结构中的高温区域与低温区域尽可能交错，设计了4种新的迷宫式油路结构；最后，以油路结构、油路平面高度、加热板厚度和油路截面直径设计了4因素4水平的正交试验，并进行了极差分析与方差分析。结果表明：在实际干燥过程中，工作表面的最高温度为224.47 ℃，最低温度为209.92 ℃，温度极差高达14.55 ℃，温度标准差为3.01 ℃；加热板厚度和油路直径的大小对温度极差的影响显著，油路结构对温度标准差的影响显著。基于以上分析改进了加热板的结构，与原设计方案相比，加热板工作表面的温度极差降至7.27 ℃，温度标准差降至1.09 ℃，保证了加热板温度的均匀性，提升了纸浆模塑产品的质量。

偏心转子挤出机具有良好的正位移输送特性，能有效解决超高分子量聚乙烯（UHMWPE）由于壁面滑移造成的加工困难的问题。为了揭示UHMWPE在偏心转子挤出机输送段的熔体流动特性，采用实验与数值模拟相结合的方法确定了UHMWPE熔体壁面滑移的模型参数，利用ANSYS Polyflow软件对UHMWPE熔体的流场进行了数值模拟。结果表明：偏心转子挤出机中转子和定子啮合形成的容腔能够实现对UHMWPE熔体的正位移输送，容腔截面尺寸的变化在熔体中产生了拉伸流场；在每个容腔的入口和出口附近分别形成正压和负压，啮合间隙不为0时，造成容腔中熔体的逆流和漏流，使容腔出口处的平均流率低于理论流率。偏心转子挤出机加工UHMWPE时，容腔出口处熔体的瞬时流率和平均流率与转子转速成正比，流率脉动率保持不变；减小转子和定子间的啮合间隙，容腔出口处熔体的平均流率增加，流率脉动率减小，增强了偏心转子挤出机中熔体的正位移输运。

为了探究金属纳米粒子在多导电元件微电路修复上的应用，分析纳米粒子介电串行组装过程中的运动趋势，基于一种多间隙纳米电极系统，研究处于非均匀电场内的纳米粒子的介电串行组装行为。首先，进行了导电岛微电极系统的粒子介电组装实验，发现组装获得的熔融态纳米粒子线能够增强电路的导电能力。然后，针对双间隙与多间隙串行纳米电极系统进行了介电串行组装对比实验，发现随着系统内导电元件数量的增加，纳米间隙均存在体组装现象，实现了多间隙串行纳米电极系统内的导电元件连接。最后，通过电场分布及介电组装过程中纳米粒子所受介电泳力、交流电热流以及二者合力的仿真分析发现：在频率为150 kHz的条件下，相比纳米间隙外部，间隙内部的介电泳力及交流电热流流速平均值更高；而且，在多间隙串行纳米电极系统任意间隙内均会出现纳米流体泵现象，且不受间隙数量的影响。纳米流体泵现象表明，处于非均匀电场内的金属纳米粒子在介电串行组装过程中具有体组装与面组装的趋势，此类组装趋势能够直接影响纳米粒子线的生成质量。

铝合金材料在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域广泛应用，其制造和装备过程中的载荷应力和残余应力会直接影响铝合金构件的机械性能和疲劳寿命。为评估铝合金的内部应力，文中基于声弹性原理，研究相控阵纵波检测技术，应用纵波传播时差法构建铝合金内部应力的检测方法；搭建相控阵纵波超声检测应力的实验系统，开展标定实验，获得铝合金内部应力与纵波传播声时差的关系式，得到超声传播声时差与内部应力之间的线性关系，在0~286 MPa的拉伸应力范围内，5 mm和3 mm厚铝合金板平均应力的标定绝对误差不超过2.85 MPa和10.82 MPa，相对误差不超过2.36%和13.93%，两种规格铝合金板的最大相对误差都出现在应力小于28.58 MPa的范围内，表明在小应力测量时需提高超声测量的分辨率和精度；应用相控阵纵波检测系统对5 mm厚铝合金板试样进行检测，平均应力误差为（1.174±4.567）MPa，绝对误差小于9.42 MPa，估算得到初始残余应力为3.329 MPa。实验结果表明，相控阵纵波超声法对5 mm厚铝合金板平均应力的检测效果好，应用纵波传播时差法可以对应力类型、应力大小、残余应力进行检测，该技术可以作为提高铝合金内部应力检测精度和检测效率的一种有效方法。

轴承是工业设备中使用最广泛的旋转部件之一，如果轴承在故障状况下运行较长时间，将会造成巨大的经济损失并威胁人身安全，因此，对轴承故障诊断进行研究具有十分重要的意义。基于深度学习的故障诊断技术目前日趋成熟，但在小样本情况下存在过拟合、效果不稳定、准确率不高等问题。为了解决这类问题，文中提出了一种融合多头卷积（Multi-Head Convolution，MC）的数据嵌入新算法和差分自注意力（Differential Self-Attention，DSA）机制的Transformer变种模型MDT（Multi-Head Convolution and Differential Self-Attention Transformer），以实现端到端的小样本故障诊断。MC算法对样本进行多路径一维卷积，由多通道输出将样本从一维扩展到二维，通过多个卷积核尺寸提取出原样本中各个频域的丰富故障信息。相较于Transformer中原有的点积自注意力机制，DSA机制通过差分为每个特征求得对应的注意力权重向量，从而可从样本中提取出更为深层次的故障特征。MDT继承了Transformer对于处理序列数据的强大能力，可从时域信号中提取更为丰富的故障信息，同时避免了小样本模型中常见的过拟合问题。实验结果表明，该方法在每个故障种类仅有100个训练样本的轴承故障诊断任务中能稳定获得99%以上的测试准确率，具有强抗过拟合性和强鲁棒性。

随着我国核工业进入第3个30年发展阶段，核用设备的维修需求日益迫切。核用蒸汽发生器内部结构复杂，关键传热管结构管径小、管道长、拆卸安装难度大，传统修复方法难度极高。针对核用小直径传热管因长期处于高温高压工况而出现的腐蚀破坏问题，文中设计了一种全位置自动化TIG衬管焊接修复焊枪，并进行了焊枪可靠性验证和焊接修复试验。首先，提出了焊枪的总体结构设计方案，并阐述了所设计焊枪相对传统钨极TIG焊枪的优势；接着，完成了焊枪传动系统的设计与验证，所设计的传动系统体积小、空间利用率高；随后，对焊枪关键部位——导电轴进行了刚度理论建模、分析和实例计算，并通过有限元求解验证了理论模型的可靠性，在此基础上提出了焊枪结构的优化方法；最后，进行了现场挠度检测和焊接试验，验证了导电轴的刚度满足现场焊接工况，并用线性回归方程和挠度修正公式定量预测焊枪挠度变形，验证了所设计结构的合理性；焊接试验表明焊枪工作时传动系统的转速稳定可控，焊缝成形良好。文中所研制的焊枪能够满足核用蒸汽发生器不锈钢传热管的衬管焊接修复工艺要求。

机器人的位置控制是机器人控制领域最基本、最简单的目标。针对多轴机器人系统的高精度位置控制问题，文中结合交叉耦合技术，提出一种输出反馈非线性PD加重力补偿（PD+）同步位置控制器，应用Lyapunov稳定性理论和几何齐次性技术严格证明了闭环系统的全局有限时间稳定性。相比于渐近稳定的全状态反馈控制，所提出的控制器能实现只基于位置测量的多轴机器人系统输出反馈有限时间稳定位置控制；相比于渐近稳定的输出反馈控制，所提出的控制器能实现系统状态的有限时间稳定；相比于不含同步控制项的输出反馈控制，非线性同步控制项的恰当引入使得所提出的控制器能在保证多轴机器人系统的高精度位置控制的前提下，兼顾各轴间的同步协调运动。所提出的控制器具有结构简单、易于实现、更快响应速度和更好系统整体性能等优点，满足生产实际对机器人系统的高精度要求。数值仿真结果验证了所提出的控制算法的有效性和期望系统性能。所提出的控制方法不仅保证了多轴机器人系统的输出反馈全局有限时间稳定同步控制，同时也为一大类非线性二阶系统的输出反馈同步位置镇定提供了一种有效的替代方法。