采装作业是露天煤矿开采过程的中心环节，其能耗占露天煤矿总开采能耗的大半，决定了开采效率与设备能耗。传统露天煤矿采装作业由人工操作矿用电铲完成，存在挖掘满斗率低、能耗高等问题。为进一步降低能耗，该文着眼于矿用电铲的无人化和智能化发展趋势，对矿用电铲的最优挖掘轨迹进行研究。首先，对矿用电铲工作装置进行了运动学分析，通过运动学正反解揭示装置位姿空间和关节空间的关系。其次，对矿用电铲工作装置进行了动力学分析，基于挖掘过程中装置的静力学分析以及对动态挖掘阻力、物料重力的分析，构建了工作装置的拉格朗日动力学方程。然后，基于粒子群优化算法，结合轨迹规划的优化设计模型，得到单位体积物料挖掘能耗最优的矿用电铲挖掘轨迹，分析了物料堆面特性、运行参数、拟合函数对电铲工作装置能耗以及运行稳定性的影响，并提出了兼顾节能与稳定的挖掘轨迹规划策略。最后，开展了矿用电铲最优挖掘轨迹规划的实验研究。结果表明，所提出的单位体积物料挖掘能耗最优的轨迹规划方法能够兼顾矿用电铲挖掘的高效性和节能性。

为改善电动汽车电池箱的性能，加强各组件的安全可靠性，以某电动汽车的电池箱体为研究对象，对箱体内不同位置的电池模组的加速度响应进行研究，发现z方向3组电池模组的功率谱密度曲线的计算值和试验结果吻合性较好。考虑箱体上盖、箱体前端件、箱体后端件、箱体中部件、模组固定支架和加强件的尺寸参数，建立了电池箱主要部件的尺寸参数与固有频率、变形量和振动响应关系的响应面代理模型，开展了电池箱随机振动和机械冲击的计算，并验证了模型的正确性。基于Box-Behnken响应面法设计试验，获得了6个设计变量、3个水平的试验组合，得到相应的试验设计矩阵。采用多元回归分析拟合得到了多项式响应面近似模型，并使用多目标遗传算法进行迭代和优化，得到电池箱体的最佳尺寸参数。试验结果表明，与原模型相比，优化后箱体的一阶固有频率提高29.12%，变形量减少29.39%，振动响应降低40.31%，实现了轻量化。该文的建模和分析方法可用于计算电池箱体零部件对电池箱整体结构的影响，通过优化设计改善电池箱体的性能，加强各组件的安全可靠性。

大尺寸薄壁壳体尺寸和质量大，容易变形，装配精度要求苛刻。为满足航天器壳体对接装配的高精度需求，需对壳体装配偏差进行主动预测和调控。该文以某大型薄壁壳体为研究对象，采用小位移旋量法对舱段关键特征误差进行表征，得到舱段几何误差的旋量表达式以及旋量参数之间的约束关系，建立了考虑壳体关键特征误差的并联和串联装配链累积路径，并基于雅克比旋量理论对舱段装配偏差进行表征，得到基于改进雅克比旋量的舱段装配偏差传递模型。利用蒙特卡洛模拟方法对改进的雅可比旋量模型的装配阶差合格率进行数值模拟，并与仿真分析结果进行对比，提出一种量化各类误差贡献度的计算方法。以加工总成本最小为优化目标，以各类误差的变化关系和装配阶差要求为约束条件，提出一种考虑误差贡献度的舱段公差优化分配策略。对优化前后的舱段装配成功率和装配阶差合格率进行对比，发现该文方法可使壳体装配阶差合格率由原来的88.12%提高到99.56%。该文提出的研究方法可为设计人员进行主动公差设计提供理论参考。

为更深入地研究齿背啮合对齿轮系统非线性动力学响应的影响，提出了一种考虑齿背啮合的齿面动态接触与系统动力学耦合分析方法。首先，通过分析齿背啮合机理，揭示了齿背啮合与正常啮合的模型差异及相位关系。然后，建立了考虑齿背啮合的齿轮系统动力学模型，并结合齿轮副动态承载接触分析（DLTCA）模型，提出了系统“激励—响应—反馈”闭环的动力学耦合分析方法。该方法不仅考虑了振动位移对齿面动态接触状态的反作用，还考虑了齿侧间隙、齿面误差等因素的影响，可得到更为真实的齿轮动态啮合刚度及系统响应。研究结果表明：齿背啮合主要影响系统降速阶段的振动，对升速阶段的影响并不明显；增大齿侧间隙会增大齿轮系统的主共振转速区间，且系统振动对齿侧间隙变化的敏感度会随着间隙的增大而减小；当齿侧间隙较小时，其主要通过齿背啮合来影响系统的非线性振动特性；齿背啮合不但会改变系统发生混沌的转速，而且会改变同一转速下的混沌状态。该文研究结果可为齿轮系统的非线性动力学控制提供一定的理论指导。

为探寻有效的随机振动下橡胶隔振器疲劳寿命计算方法，以某电动汽车空调压缩机橡胶隔振器为研究对象，开展隔振器路谱采集试验，获得隔振器主动端的加速度时间历程信号。利用傅里叶变换方法将加速度信号转变为加速度功率谱密度，以加速度功率谱密度作为载荷输入，在变温恒湿环境下开展了压缩机橡胶隔振器的随机振动试验，观察到橡胶隔振器主簧部位出现开裂现象。建立了橡胶隔振器的有限元模型，开展了静态特性试验，静态刚度仿真值与试验值相对误差在\pm5%以内，验证了有限元模型的有效性。利用ABAQUS进行了单位载荷下橡胶隔振器的频率响应分析，提取橡胶单元应力响应功率谱密度并导入Fe-safe中，以加速度功率谱密度为载荷输入，计算隔振器的疲劳寿命，计算结果与随机振动台架试验结果的相对误差仅为2.5%，并可有效预测橡胶隔振器橡胶单元的疲劳危险位置。最后，通过对橡胶隔振器进行结构改进，使其疲劳寿命延长至改进前的2.8倍，满足了疲劳寿命设计要求。该文研究结果有利于缩短橡胶隔振器的产品设计周期，降低样件试验成本。

柔顺精密定位平台是精密装备的核心部件，其高速、高精度的定位操作要求平台具有高响应速度与良好的调节能力，被动阻尼可以有效地提升平台的快速响应能力。为了提升含局部谐振阻尼的XY柔顺定位平台的快速响应能力，该文提出了一种综合提升模态阻尼与固有频率的柔顺平台优化设计方法。首先，根据弹性理论以及卡氏第二定理，完成了平台刚度的解析建模与刚度综合，并推导了平台固有频率的表达式。然后，以控制增益最大为目标，建立了固有频率与共振区频响曲线面积构成的单目标优化函数、平台优化设计问题的数学表达式以及ABAQUS-Python-Matlab联合优化模型。为简化有限元计算的复杂度，基于平台一阶固频等效，建立了优化后平台的等效结构。通过对优化后的平台进行仿真分析，验证了固有频率解析表达式的正确性。最后，通过搭建实验平台，对含局部谐振阻尼的XY柔顺平台进行了静态、动态和轨迹追踪实验。结果表明，所提出的综合优化方法可使平台X轴和Y轴控制带宽分别提高7.42%和24.70%，并有效提升系统的轨迹追踪性能。

配备具有排气能量回收功能的涡电复合空压机是大功率燃料电池空气管理系统的发展趋势，但涡电复合空压机在非设计工况下存在压比低、能量回收率低、设计需求工况无法满足等问题。以某款大功率燃料电池系统为研究对象，根据电堆进排气参数完成了涡轮膨胀机和空压机的3维气动设计，建立了包含燃料电池电堆与涡电复合空压机的电化学—流动传热耦合模型，搭建了涡电复合空压机实验台架，测试空压机与涡轮性能曲线，通过电堆、空压机与涡轮试验数据验证了该模型的准确性。基于该模型进一步研究涡轮流量特性、阀门调节方法对全工况系统排气能量回收率、电机功耗和阀门理论功率消耗的影响规律，分析了有无涡轮配置对燃料电池系统净输出功率的影响。结果表明，在中小负载工况下，涡轮流量系数每降低0.1，排气能量回收率提高5.26个百分点，但过小的流量系数导致设计点工况下电堆压力过高，需增加旁通阀泄压，导致系统过于复杂、排气能量损失大，选择涡轮流量系数为1时可获得较优的全工况能量回收率。此外，阀门前置方案优于后置方案，在非设计工况下阀门前置可使能量回收率提高6.25%。结合涡轮流量系数为1和阀门前置的方案，在设计流量点和50%设计流量点下，涡电复合空压机排气能量回收率分别为33.07%和27.31%。

结构不确定性广泛存在于实际工程问题中，考虑不确定因素对模态参数的影响对提升结构动力学分析的鲁棒性具有重要意义。在涉及不确定性线性结构随机模态参数求解或估计的方法中，模态参数通常被视为服从高斯分布，它们之间的相关性也通常被忽略。然而，随机模态参数的高斯和独立性假设会造成模拟误差，影响结构动力学响应预测的鲁棒性。针对这一问题，分别针对离散结构和连续结构提出了两种随机模态参数模拟方法。对于离散结构，由于振型是离散的，随机模态参数被视为相关随机变量，根据它们的统计特征，采用相关多项式混沌展开方法（c-PCE），将其表示为独立标准高斯变量的函数，可以实现非高斯性和相关性的模拟；对于连续结构，随机振型被视为相关随机场，利用改进的正交级数展开法可以将其表示为离散随机振型的函数，将它们与随机固有频率相结合，构造一组新的相关随机变量，采用c-PCE，可以实现利用标准高斯变量模拟振型随机场和随机频率。最后，分别以桁架结构和平板结构为例，考虑由材料参数波动引起的模态参数的非高斯性，利用提出的随机模态参数模拟方法，可以准确模拟模态参数的统计特征，进一步还能够预测结构的随机响应。证明了提出的方法对随机模态参数的模拟精度，以及考虑参数相关性的必要性。

穿戴踝关节假肢是膝下截肢患者恢复行走能力的重要手段。下肢假肢按照能否主动输出转矩分为被动假肢和动力假肢，其中动力假肢分为主动假肢和主被动混合假肢。被动踝关节假肢不能提供主动扭矩，应用场景有限；动力踝关节假肢能够输出主动扭矩，但存在低被动摩擦与高主动传动比不兼容问题。为了提高踝关节假肢的性能和适应性，从实际应用角度出发，基于电液直驱原理，提出了一种主被动混合踝关节假肢的新构型。首先，基于对人体踝关节角度及扭矩的分析，设计了踝关节假肢驱动系统，并提出了主被动混合踝关节假肢的总体设计方案；然后，建立了假肢系统的数学模型，通过对假肢液压系统的仿真分析验证了的假肢系统的合理性，并研制了假肢原理样机；最后，通过台架测试和人体穿戴假肢行走实验对假肢的性能进行了验证。实验结果显示：适配者行走步速为1.0 m/s（接近成年人的平均行走速度）时，假肢踝关节主动输出最大扭矩为28 N·m。研究结果表明：提出的主被动混合踝关节假肢可以实现人体行走过程中的主动助力功能，并能较好拟合人体踝关节运动姿态，增强了穿戴适应性，同时使假肢的体积和质量得到了进步的减小，为动力型下肢假肢的研究提供了设计思路和参考依据。

细长桁架臂是桁架臂起重机的关键工作部件，卸载反弹冲击是威胁细长桁架臂起重机结构安全的重要工况。为研究细长桁架臂在卸载冲击下的动力学行为，采用刚柔耦合多体仿真方法和起重机卸载冲击实验方法探讨了桁架臂卸载反弹条件下动应力的变化规律，推算了细长桁架臂卸载冲击动载系数。以装备细长桁架臂的动臂塔机为对象，采用刚柔耦合方法建立了包含载荷模型和结构动态特性模型的动臂塔机精细化仿真模型，分析了桁架臂反弹振动引起的动应力变化，发现了桁架臂卸载反弹动应力的分布规律。根据不同臂长的起重机起升性能表，研究了仰角-动应力关系曲线与起升性能曲线之间的关系，发现起重臂的臂中出现最大动应力所对应的起重机突然卸载工况。根据起重机卸载冲击仿真结果，建立了基于仿真预测的起重机卸载冲击实验方法，实施了细长桁架臂系列载荷卸载反弹实验。桁架臂动应力实验值与仿真值之间的误差小于13%，证明精细化模型仿真是求解桁架臂卸载冲击响应的有效工具。通过模型仿真进一步预测了极限工况下细长桁架臂卸载冲击动载系数，发现起重机设计规范中关于卸载冲击动载系数的相关规定存在缺陷，探讨了桁架臂的长细比对卸载冲击动载系数的影响，为细长桁架臂的结构优化设计提供依据。

针对单排人字行星齿轮的轴向自由窜动受太阳轮与齿圈限制及其齿面接触间隙、力的耦合特点，提出考虑构件浮动的齿面承载接触分析数值方法，为重要应用场合人字齿功率分支系统的齿面设计、分析提供理论参考。该方法以啮合理论、有限元及优化方法为基础，建立内、外齿轮副瞬时啮合齿对的变形协调、啮合总力平衡、构件径向和轴向浮动下行星轮的力学平衡等方程；将各齿轮副左、右齿面的精确几何与力学特性紧密融合，更能够反映齿面分布力系的相互耦合作用，仅需一次有限元数值计算可快速获得齿面载荷、承载变形、浮动位移和均载系数等。结果表明：中心轮的径向浮动保证行星轮之间载荷均匀，而行星轮左、右齿面的均载性与其轴向自由窜动位移相关，当行星轮轴向浮动前的内与外啮合副轴向力方向相反即行星轮整体轴向力被抵消大部分时，则浮动后的行星轮的轴向窜动位移较小，其左、右齿面均载性能无大的改善；反之，当行星轮轴向浮动前的两齿侧轴向力方向相同时，则其浮动后的轴向窜动位移相对较大，左与右齿面均载性有较大改善。浮动后的承载传动误差幅值及均值减小，且各内、外齿轮副的几何传误差或均载系数或轴向力数值规律基本相同。从结构上保证行星轮的轴向自由窜动是改善人字齿行星传动系左、右齿面偏载的关键。

铝镁合金以其质量轻、耐腐蚀等良好材料性能，广泛应用于各个领域。针对当前铝镁合金砂轮磨削加工存在的效率低、表面质量难以保证、砂轮表面易发生粘附等问题，提出采用砂带磨削技术对铝镁合金进行加工。为研究铝镁合金砂带磨削工艺规律以及在磨削过程中容易产生的粘附特性问题，运用36、60两种目数的氧化铝陶瓷、碳化硅和锆刚玉砂带进行铝镁合金磨削实验，分析不同磨削压力和砂带转速下的铝镁合金材料去除率、磨削噪声、磨削能耗和砂带材料粘附率的变化规律。结果表明：在相同磨削参数下，3种砂带中锆刚玉砂带因磨料韧性、抗冲击性、锋利程度更优，其材料去除率最高，粘附率最低，但磨削噪声和能耗更大，故在铝镁合金砂带磨削中，如果不考虑噪声和能耗的影响，可选择锆刚玉砂带以提高磨削效率；3种砂带的磨削压力达到20 N后，砂带粘附达到稳定形成阶段，磨屑堵塞磨粒间隙，使材料去除效率降低。这一结论可为铝镁合金砂带磨削压力参数的选取提供参考；在10~30 N、1 500~3 500 r/min的工艺参数范围内，磨削压力和砂带转速对材料去除率、粘附率都有很大影响，但砂带转速对磨削噪声的影响更大，磨削压力对磨削能耗的影响更大。研究结论可为提高铝镁合金砂带磨削效率与质量，降低磨削噪声与能耗提供一定参考。

探索闭式热模锻成形时材料的流动规律是控制充填不满等成形缺陷、获得高精度模锻件的理论基础。针对深轮辐齿坯件热模锻成形时易出现填充不满的问题，以某SCr420H深轮辐齿坯为研究对象，基于齿坯件结构分析，设计了“下料—加热—镦粗—预锻Ⅰ—预锻Ⅱ—终锻”的多工位闭式热模锻工艺方案；基于Deform软件，构建了深轮辐齿坯件多工位闭式热模锻全流程有限元模拟模型；采用试验验证了有限元模型的可靠性，并对多工位闭式热模锻成形过程中材料的流动规律进行了研究。结果表明：镦粗比为3.7时，可获得外形良好的圆饼形预制坯，镦粗时受上下表面摩擦效应的影响，材料径向流动不均匀，在坯件腰部出现鼓形；预锻Ⅰ工位成形出用于定位的底面内凹结构，同时减小了后续工位材料填充难度；预锻Ⅱ和终锻成形时的材料流动规律相似，成形前期材料集中流向轮缘部分、成形中期主要流向轮毂部分、末期流向圆角处；终锻成形时未出现材料填充不满的缺陷，在成形后期，少量金属材料从终锻上下模的导向间隙中流出，形成纵向飞边。通过生产试验，成形出填充良好的深轮辐齿坯件，模拟数值获得温度与实际生产数值最大误差不超过3.15%，纵向飞边高度小于0.5 mm，零件各尺寸偏差均小于0.2 mm，验证了所设计多工位闭式模锻工艺的合理性。

为解决高温高压工况下调节阀的不平衡力及密封力难以达到所需泄漏等级的问题，设计了一种大阀芯和小阀芯分段配合工作、充分利用阀前介质压力增加阀座密封力的双阀芯先导笼式调节阀。文中给出了调节阀的不平衡力计算公式、流量方程，分析了其流量特性，并对阀内流体的流动进行了仿真，分析了流体流过调节阀后的压力损失；对大阀芯内腔进行了流体流动仿真，分析了阀前压力、内腔温度以及密封力的变化；对大、小阀芯进行了运动仿真，分析了执行器驱动力、阀芯轴向合力和大阀芯速度的变化。常温介质阀体耐压试验和阀座泄漏量试验结果表明，阀体均无可见泄漏和变形，泄漏量设定为10滴/min时，3次实测泄漏量分别为1、1和2滴/min。高温介质阀座泄漏量试验结果表明，泄漏量设定为1.275 mL/min时，250 ℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.11、0.11和0.13 mL/min，300 ℃高温水蒸气的3次实测泄漏量分别为0.19、0.19和0.22 mL/min，实测泄漏量均小于设定值。文中提出的双阀芯先导笼式结构增强了调节阀的密封力，阀体耐压强度和阀座密封性能均满足使用要求。

针对工程机械比例阀用电磁铁的耐久性问题，为提高在随机载荷条件下抵抗热失效的能力，综合多物理场耦合理论与稳健性优化理论，提出了比例电磁铁的参数化再设计模型。以一种具有盆式吸合结构的比例电磁铁为研究对象，通过稳态电磁测试和温度分布测试，验证了所提出的参数化模型的有效性，并在保证电磁算力精度的前提下，标定了系统中量值模糊的导磁、传热等参数；以电磁铁和线圈主要结构参数为控制因子，以生产工艺条件不确定性导致的线圈漆包铜导线线径随机误差为噪声因子，基于田口方法设计正交试验，定义了多因素加权的比例电磁铁热稳健性再设计评价函数；以挖掘机现场试验获得的比例电磁铁热负载作为响应计算热源，在不导致线圈绝缘破损失效的许用温升约束下，进行关键结构参数在噪声扰动下系统响应变异最小的再设计。研究结果表明：线圈长度和匝数是影响电磁铁热稳健性的主要因素，由绕线工艺决定的线圈窗口形态决定了系统的导磁、传热能力。文中提出的比例电磁铁热稳健性再设计方法对于磁热耦合下的机电产品定制化设计具有工程化参考价值。

通过快速模具制造可打印熔模铸造用的蜡模，缩短生产周期，提高生产效率。但在实际成型过程中，由于制件不同位置的温度分布不均，会造成内应力差异，导致制件翘曲变形，进而对制件的成型质量产生较大的影响；而且，受3D打印速度和沉积层数等成型参数的制约，较难在降低制件翘曲变形程度的同时提高成型效率。有鉴于此，文中通过建立成型制件翘曲变形的数学模型，并结合实验设计与数学计算等方法，探究打印速度对铸造蜡直写成型翘曲变形程度与打印效率的影响机制。实验结果显示：在一定打印速度下，试样翘曲值随沉积层数的增加而减小，且随着打印速度的不断增加翘曲值逐渐变大；成型打印速度越高，不同试样的打印耗时越接近于某一稳定值，表明打印速度对成型效率的影响随打印速度的增加而降低。文中还通过对成型翘曲变形和打印效率分别赋予权重系数，建立了表面轮廓最佳打印速度连续函数模型，并验证了模型的有效性。研究结果表明，基于铸造蜡成型翘曲变形建立的最佳打印速度连续函数模型可在降低翘曲变形的同时提高打印效率。

针对神经源性、肌源性膀胱缺乏有效治疗手段的现状，从工程学角度提出了一种新的解决方案——人工逼尿肌系统。基于形状记忆合金（SMA）弹簧的形状记忆效应，设计了由无线能量传输模块、控制模块、反馈模块和执行模块组成的系统结构，旨在实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中首先建立了人体膀胱的有限元模型，仿真分析了人体膀胱的储尿和辅助排尿过程，在仿真结果的基础上结合SMA弹簧的数学模型，对SMA弹簧致动器的结构参数进行了优化设计；其次，结合实验数据推导了SMA弹簧温度-自由高度方程；然后，结合热力学公式和弹簧数学模型推导了系统控制方程，并在此基础上提出了系统开环控制策略；最后，基于系统的反馈模块，设计了比例积分微分（PID）闭环控制策略，并搭建模拟实验平台研究了系统的尿流率特性。结果表明：系统原理可行，辅助排尿过程连续可控，在应对不同尿液容量时两种控制策略均能实现符合人体尿动力学规律的辅助排尿。文中结果可为设计适用于临床的人工逼尿肌系统提供指导，也可为其他以SMA弹簧作为致动器的植入装置的设计提供借鉴和参考。

自润滑关节轴承在服役过程中，衬垫的磨损导致自润滑关节轴承内外圈之间产生间隙，自润滑运动副间隙的存在加速了内外圈之间的碰撞以及衬垫的进一步磨损，对自润滑关节轴承的动力学特性产生较大的影响。此外，衬垫的磨损还会导致各构件非线性特性的恶化，降低自润滑关节轴承的稳定性。为研究织物衬垫磨损对自润滑关节轴承动力学响应的影响，文中建立了带间隙的自润滑关节轴承运动副矢量模型。首先，通过修正Lankarani-Nikravesh（L-N）法向接触力模型和改进的库仑摩擦力模型，对内外圈间隙处的碰撞力进行建模；然后，基于牛顿第二定律建立了含间隙的刚柔耦合动力学方程；最后，分析讨论不同织物衬垫磨损量和不同摩擦因数条件下含间隙的自润滑关节轴承传动系统的动力学特性，并利用相图和Poincare映射图分析了自润滑关节轴承的非线性特性。结果表明：随着织物衬垫磨损量的增加，自润滑关节轴承内圈和外圈的动力学行为表现出非线性特性；衬垫磨损量一定时，随着衬垫摩擦因数的增加，系统稳定性得到提高，抑制了混沌现象的发生。

为进一步提高摆线针轮减速机的传动效率，对减速机传动效率的影响规律进行了深入研究，提出了考虑设计参数与工况参数变化的摆线针轮减速机传动效率计算模型，并对参数进行了优化。首先，考虑摩擦力和啮合齿隙，建立了摆线针轮传动机构的多齿承载接触分析模型，计算了摆线针齿啮合力与载荷分布规律；然后，考虑摆线针轮减速机的啮合损耗、输出损耗、轴承损耗、润滑损耗和密封损耗，提出了摆线针轮减速机传动效率计算模型，并分析了设计参数和工况参数对摆线针轮减速机传动效率的影响规律。研究表明，在考虑摩擦受力的情况下，转速、负载、针齿销半径、针齿分布圆半径、偏心距、针齿套半径是影响传动效率的主要参数，针齿销数、柱销分布圆半径、柱销半径和摆线轮齿宽次之。最后，以齿轮强度、齿轮宽度、齿廓形状、齿间间隙和承载能力作为参数优化范围，将效率和体积作为目标对设计参数进行多目标优化分析，得到最优参数解，进而获得了更小体积、更高传动效率的摆线针轮减速机。

斜轴式轴向柱塞马达内部噪声源距离较近，如马达配流盘进、出油口间的距离为38 mm，且马达噪声源存在同频及倍频现象。斜轴式马达内部密集复杂的噪声源，导致频谱分析方法难以准确识别同频及倍频信号，传统声强测量的最高分辨率为50 mm，无法满足马达内部噪声源的辨识精度要求。针对传统方法难以准确辨识马达噪声源的问题，文中提出了一种基于压缩感知的声强测量方法，将压缩感知理论运用于声强云图高精度重构中，获取马达高分辨率的声强重构图像。首先，通过对斜轴式马达进行噪声辐射仿真分析，获取其外表面声场特性；然后，以马达外表面声强云图为先验信息，设计应用于马达声场的压缩感知框架，获取高精度重构马达声强云图；最后，通过马达传统声强测量与压缩感知声强测量的对比实验验证压缩感知理论对于提高马达噪声源辨识精度的可行性。结果表明，基于压缩感知的声强测量方法将马达噪声源辨识尺度从原来的70 mm提升至30 mm，提高了马达噪声源的辨识精度，实现了马达噪声源的高精度定位。

液压驱动的重型机械臂被广泛应用于工程机械和矿山机械，对其进行自动控制在行业内具有迫切的需求。然而，液压系统的强参数不确定性和难以建模的动态等因素的影响，给其自动控制带来了一定的挑战。文中以某锚杆钻车为例，研究了一类重型液压机械臂驱动液压缸的位置跟踪控制问题，提出了一种模型前馈补偿自抗扰控制器。为解决重载下变负荷、死区、参数不确定以及摩擦等非线性因素带来的控制难题，采取模型前馈与自抗扰反馈相结合的控制方法，将重型液压机械臂的机构动力学模型和比例阀控液压缸模型相结合，建立了系统的机理模型，然后基于系统的机理模型，构建了控制器的前馈补偿部分；设计了扩张状态观测器对系统的未建模因素进行实时观测，再加上基于状态误差的反馈调整构成了自抗扰控制器。最后在实际的重型液压机械臂上进行了实验研究，结果表明：基于模型前馈补偿的自抗扰控制器相比于PID控制器，具有更小的滞后和跟踪误差，整体跟踪精度比PID控制器提升了63.5%，说明所设计的控制器可以很好地克服液压系统的非线性因素的不利影响，比PID控制器具有更高的鲁棒性，因此所设计的控制方法更适用于此类重型液压机械臂的位置跟踪控制。