为分析软数控实时任务的不确定性与加工精度的关系，提出一种基于模型的加工误差分析方法．首先研究采样抖动、输入一输出抖动、数控任务可调度及加工误差评估等相关理论；然后建立二轴数控系统加工误差分析仿真模型；最后对任务抖动、任务不可调度及实时突发任务等与加工误差的相关性进行仿真．结果表明：采样抖动时间为任务周期的80％时，误差达4．7％；输入-输出抖动时间为任务周期的80％时，误差达1．2％；40％的事务不能在时间限内完成时，误差达13．4％．该结果说明不可调度事务会引起较大的加工误差．

定义了导电加热切削中加热电阻的结构及所在区域，根据加热回路的特点，提出了一种精确检测加热电阻的方法，有效排除了回路电感和电缆电阻等因素的影响．在此基础上通过实验研究了切削深度、进给量和切削速度对加热电阻的影响，并建立了相应的经验公式．基于加热电阻和切削用量的关系，分析了切削用量的变化对加热功率的影响，并提出通过对加热电阻的检测来判断切削用量的变化状况，进而实现对加热电流的自动调整，并用实验进行了验证．

为了估算新产品制造过程中的能耗，提出了基于知识的能耗预测方法．首先，应用本体技术使能消的计算和管理更清晰和明确，建立了能耗知识的语义模型并指出其语义表示方法．其次，提出了针对能耗预测特点的工艺实例检索过程及相似实例结果的重用方法．最后，应用神经网络技术建立了针对加工参数的能耗预测模型，并以叶片加工为例进行了应用验证．从而形成了从全局视角到工艺过程再到工序的能耗预测层次框架，并对原型系统的开发及应用进行了说明．

采用多智能体技术构建了虚拟企业任务调度运行模型，该模型包括管理智能体、任务智能体、资源智能体等．针对模型中的调度优化问题，以资源智能体所承担的生产任务为对象，综合考虑资源智能体自身已确定的生产任务、完成虚拟企业生产任务所需作业时间及转运时间等因素，建立了以制造时间最小化为目标的优化调度模型，并给出了粒子群优化求解算法．最后以工业机械手制造实例说明了任务调度模型及求解算法的有效性．

根据4200立辊轧机的实测参数，采用理论分析和数值计算相结合的方法建立了中厚板立辊轧机主传动系统的4自由度非线性振动模型，通过对该模型的简化求解，得到系统线性振动下的全部响应．采用Matlab软件编程求出了非线性振动方程的数值解，并采用相图、庞加莱映射图和时间历程图等方法，分析讨论参激角频率靠近线性振动固有角频率时振动系统的运动状态．为进一步讨论系统的稳定性，分析了参激角频率在固有频率间变动时的运动现象．结果表明：当参激角频率从接近一阶固有频率开始逐渐增大时，系统的运动是不稳定的，其运动状态由周期运动逐渐过渡到准周期运动，乃至混沌运动．

通过分析斜角切削的几何关系，得到了斜角切削参数和切削力系数之间的关系表达式，从而在理论上得到了铣刀参数和切削颤振之间的数学关系表达式．在此基础上，研究了相同铣削参数下铣刀螺旋角和法向前角对铣削稳定性的影响，绘制了不同铣刀参数下的轴向切深、径向切深和主轴转速的三维稳定性图．通过对不同参数下稳定性图的研究，发现随着螺旋角和法向前角的增加，铣削的稳定性逐渐增加．

非对称巨磁阻抗效应具有高灵敏度的磁场响应．对于具有内部非晶软磁层和表面结晶层的带材，其非对称巨磁阻抗效应的传感建模是个复杂问题．文中针对这一问题，采用有效偏置场描述表层和内层之间的耦合作用，通过求解Landau．Lifshitz动力学方程和线性Maxwell方程得到器件的对角和非对角电压，并计算结晶层厚度变化时的磁场特性正反向工作区间和灵敏度．计算结果与实验基本相符，表明所建模型是可靠有效的．

为满足微弧氧化工艺要求，设计出一种两级逆变式微弧氧化电源，介绍了该电源的控制系统．它以高性能DSP作为控制核心，通过调节输出两组4路PWM（脉宽调制）信号分别驱动前级功率逆变电路和后级斩波逆变电路．功率逆变电路采用有限双极性的控制方式以实现电压的调节，通过控制斩波逆变电路可以得到所需的各种电压波形．同时，该电源控制系统还具有过流、过欠压、过热、参数超限等故障诊断与保护功能．试验结果表明，该控制系统可以实现精密、稳定的电源控制，提高电源的适应能力．

针对活塞环渗氮硬化工序建模困难的情况，通过主成分分析法（PCA）提取氮化工序特征参数，降低了质量模型输入样本维数，建立了基于小波Elman神经网络的活塞环制造关键工序的质量预测模型，实现了工序过程质量波动趋势的预测，为后续的工艺优化和质量改进奠定了基础．结果表明，文中方法可以有效地改进渗氮硬化工序的质量控制，所建立的质量预测模型对输出质量特征值的预测准确率达到89％，具有比标准Elman网络更好的预测精度和收敛速度．

基于粉末注射成形CAE技术，采用部分因子实验设计法，结合Moldflow软件对粉末注射成形中的注射过程进行数值模拟，预测各参数及其交互作用对坯件质量的影响．在此基础上，在丰庆FC-80型注塑机上进行工艺实验，研究温度、压力、填充速度、时间之间的关系及最优工艺参数组合．结果表明：温度、压力、填充速度、时间之间存在着显著的交互作用，其影响超过单个工艺参数的情况；实验条件下的最优工艺参数组合和数值模拟结果较为一致；将CAE技术与实验相结合，可用较少的分析次数获得优化工艺，从而改善制品质量．

将机械系统中的机构视为图论中的网络系统，用图论概念描述机构的拓扑形态和结构．根据机构约束运动的特点，研究了机构的拓扑网络表示方法，提出了机构有向网络图关联矩阵和回路矩阵的新概念，开发了计算机自动识别机构运动链的算法，在此基础上可快速建立机械系统的运动方程，实现机械系统的计算机辅助分析．该研究成果已成功应用于所开发的机械系统计算机辅助分析软件MSCAA．

为了解钢质行星齿轮传动系统引入塑料齿轮后的振动特性，建立了钢／塑齿轮组合行星传动的动力学分析模型和实验模型，对4种钢／塑齿轮组合行星传动系统的振动特性进行了理论分析与实验研究，分析了组合方式对行星传动振动特性的影响．数值仿真与实验研究结果表明：塑料齿轮的引入对行星齿轮传动的振动特性影响很大，显著减小了太阳轮一行星轮和内齿囤一行星轮的啮合动载荷，有效抑制了行星齿轮传动的齿轮啮合频带振动和高频带振动；组合方式对行星齿轮传动的振动特性影响显著，合理地采用钢／塑齿轮组合行星传动结构可以极大地降低啮合动载荷，从而显著地降低传动系统的振动和噪声．

针对地下快速路服务于中长距离出行车辆的功能定位、特性和布局原则，建立了地下快速路集散点选择模型，提出了从常规OD调查数据处理到集散点选择、再利用OD表转换和基于集散点的期望线图、最终协调规划地下快速路网的点线面依次规划流程，并结合案例进行了分析和验证．结果表明：文中提出的规划流程以及所建立的集散点选择模型对合理规划地下快速路网有理论和应用价值．

建立了一个多车型、多准则、混合策略网络均衡行为的变分不等式模型，来预测道路收费和交通信息系统作用下公路交通网络中的流量分布形态．该模型在依据车型和策略对出行用户进行划分的基础上，通过行程费用参数的设置反映不同车型用户在行驶速度、行驶费用、道路收费等方面的差异，通过设置感知行程费用函数反映不同策略出行用户在进行路径选择时优化目标的差异，并提出这种情况下的网络均衡条件．文中还介绍了采用改进连续平均算法进行模型求解的步骤．算例分析表明，该模型可以描述道路收费和交通信息系统对于提高网络效率所发挥的作用，并揭示混合策略网络均衡行为的一些特性．

为准确描述与识别时间序列曲线形态，根据曲线段类型定义了5个语素和1个通配符，进而定义语素向量及通配符向量，使得对曲线的描述具有层次性．据此将任意时间序列曲线转变为对应的二维表，二维表第二列组成的字符串能够进行初级的模板匹配，二维表各行所代表的向量增强了语素关系运算的能力，可实现较深入的模式识别．在经典回溯法的启发下设计了一种属性约束下的带通配符字符串匹配算法，并以基于感应线圈信号曲线的车型分类为例，验证了所提出的方法的有效性和合理性．

提出了适于物流配送车辆导航路径优化的遗传算法，分别对遗传算法的初始种群产生方法、交叉方法、变异方法进行了改进，实现了算法中参数的自适应调整．实验结果表明，改进后的算法能避免断路、回路的产生，提高算法的搜索效率和适应性．文中提出的算法能快速有效地求解物流配送车辆导航路径规划中的点到点型路径优化，满足实时性要求．

为实现车型的有效分类，文中提出了一种基于图像分析的车型分类方法．首先，根据视频序列图像建立了路面背景，利用背景差分将图像中的车辆区域分割出来，计算车辆区域的不变矩特征量．为了加快特征的提取，利用Canny算子检测车辆区域的边缘，提取车辆轮廓，直接计算车辆轮廓的矩不变量，将其作为车型分类的特征量．然后建立具有3层结构的BP神经网络，将不变矩特征量作为神经网络的输入，根据神经网络的输出实现车型的分类．试验证实了该方法的有效性．

具有良好温湿稳定性的级配碎石常被设置在隧道路面下以排出基岩渗水．文中利用动三轴试验模拟了基岩渗水对级配碎石层动态力学性能的影响，建立了动态回弹模型以表征其力学特性，并采用非线性有限元法分析了路面受力．结果表明：动三轴试验可较好地模拟级配碎石层的实际受力状态；Uzan模型考虑了材料的剪切性能，更能反映级配碎石在隧道路面中的应力状态；随含水量的变化，Uzan模型中回归系数的变化呈明显的非线性特征，进而显著影响级配碎石动态回弹模量的变化；级配碎石模量越大，路面底的最大拉应力变化率越小；为了兼顾级配碎石层的排水渗透功能和改善路面受力状态，应严格控制级配，特别是粒径0．075mm以下的含量宜控制在5％～7％，级配碎石的回弹模量宜控制在200～300MPa之间．

建立了高速列车头车一轨道的耦合动力学仿真模型、车身的有限元模型、乘客室的声学边界元模型，计算出了由轨道不平顺引起的乘客室内的噪声分布状况，利用声传递矢量（ATV）技术。分析了乘客室面板对声压最大点的贡献度，得出了如下结论：当列车运行速度为200km／h时，各场点的A声级在62．6—66．7dB之间变化；300km／h时，各场点的A声级在65．2～71．1dB之间变化；要降低声压最大场点的噪声，宜对后部端墙上的门及车底第三块板采取措施．

为了在船舶横向结构上自动生成有限元网格，基于前人对非结构化网格算法的理论研究，并引入一些新的规则，提出了一种铺设算法，并给出了其在MSC．Patran平台上的实现方法．相比较原有算法，新算法更适用于在细带状的二维区域上自动生成有限元网格，并允许设置约束条件．在船体横向构件中的应用表明，该算法优于已有算法．

提出了一种电压稳定裕度约束无功优化新方法，通过调节系统的控制变量，能真正有效地提高系统的静态电压稳定裕度，同时取得较小的网损．该方法将电压稳定裕度约束无功优化问题分解为非线性无功优化、电压稳定裕度及其对控制变量的灵敏度分析两个子问题，通过两者的交替求解实现寻优．前者采用非线性原对偶内点法求解，后者则以连续潮流计算为基础．该方法计算速度快，对多种系统具有一定的普适性．在IEEE14、30、118节点系统的试验结果验证了它的有效性，并发现一个系统在特定的负荷增长方式下，由于无功潮流的改变其分岔类型可能会在极限诱导分岔和鞍结分岔之间转换．

大容量受端系统的动态电压稳定性是影响电网安全稳定运行的一个重要因素，因此有必要对受端系统进行充分的动态电压支撑．定量评估动态电压支撑前后系统的各种经济损失是动态无功规划的关键．文中首先分析了多馈入受端系统受到大扰动后的状态转移过程，然后基于对状态分离费用和状态转移费用的评估，提出了完整的动态无功规划优化模型，以描述受端系统内部故障和馈入通道故障引发的各种失稳情景．最后，采用该模型对广东省受端电网2008年和2010年的动态电压支撑进行了优化计算，得到了兼具安全性和经济性的动态无功综合补偿方案．

采用多胞形模型将具不确定性的电力系统运行状态的各种变化描述为以若干个典型运行参数为顶点的凸集，将分散H∞控制器的设计归结为基于同伦参数法的两个线性矩阵不等式的求解问题，从而得到较低阶的分散鲁棒也控制器．算法分别用于静止无功补偿器（SVC）的分散附加阻尼控制器和19机IEEE标准测试系统的电力系统稳定器（PSS）的设计．算例结果表明，分散控制器相互协调，不仅显著提升了系统的阻尼比，使其具有良好的抗干扰能力，且对于严重故障后产生的持续振荡具有很好的抑制作用．文中方法与系统模型降阶法相结合，可进一步减轻计算负担，进而适用于实际电力系统的控制器求解．

根据节点分裂法将大规模电力系统的离散无功优化模型转化成多区域分解形式，再采用引入离散惩罚的非线性原对偶内点法求解，获得具有分块结构的降阶线性修正方程组．对弱耦合系统，直接将非对角子矩阵置零即可实现修正方程的完全解耦，算法具有局部线性收敛特性．对于强耦合系统，可以采用与处理弱耦合系统类似的方法获得近似牛顿方向和解耦对角矩阵，以它们作为迭代初值和预处理器，采用GMRES法求解，保证算法具有良好的收敛性和较快的计算速度．文中以1062节点系统和一个实际538节点系统验证了算法的有效性，进一步提出了较实用的解耦判据．

将控制目标引入系统状态方程，建立了CCM（电流连续型）Boost变换器的非线性仿射模型．从理论上证明了所建立的系统模型满足状态反馈精确线性化的能控性条件和对合条件，构造了相应的非线性输出函数，得到非线性状态反馈控制律，实现了原系统的状态反馈精确线性化，并详细分析了反馈系数的选取．所提控制方案不需要附加电压比例积分（PI）环节，控制简单，对输入电压、负载和系统元件参数扰动均具有较强的鲁棒性．仿真结果表明，基于文中所提控制方法的系统性能优越，各项指标均优于无源性控制方案．

要提高光伏发电系统的输出效率，必须要有高效的最大功率跟踪（MPPT）方法．文中通过理论分析与仿真研究，发现同一块太阳能电池在相同的温度和照度、不同的二极管品质因子和反向饱和电流下，输出的光生电流是相等的．根据这一结论提出了一种与天气状况相匹配的变电压最大功率跟踪（MPPT）算法．该算法利用爬山法（PO）求取实际的二极管品质因子和反向饱和电流，然后停用该法，通过综合补偿准确跟踪到实际的最大功率点．最后，结合变化的天气情况，验证了该算法的正确性与有效性．

为了提高BuckDC—AC逆变器的动态特性，改善系统的鲁棒性及抗负载扰动的能力，提出一种带电流前馈的双环控制器．该控制器采用全状态反馈的电压和电流双环控制策略，改善了逆变器系统的动态响应性能，提高了稳态性能；另外，电流前馈环的使用也使系统的抗负载扰动能力显著提高．实验结果表明，双环控制中的内环增大了逆变器控制系统的带宽，加快了逆变器的动态响应，提高了稳态精度，对负载扰动也有较高的抑制能力．

提出一种混合遗传算法对电站多煤种掺烧制粉系统的运行进行寻优．采用模糊神经网络评估混煤的结焦特性，利用径向基神经网络预测掺烧煤的煤粉细度和磨出口温度．在此基础上，以磨煤机安全性和炉内燃烧稳定性为约束，以混煤煤价和制粉单耗最低为目标进行遗传算法寻优，并采用组合结构基因加速运算．仿真结果表明，该算法对电站多煤种掺烧制粉系统的运行优化具有较好的实用性和适应性．

水煤浆（CWM）制造过程中，生产成本的降低和水煤浆性能的提高之间存在着矛盾．文中利用最小二乘支持向量机（LSSVM）对球磨机电流和水煤浆浓度进行多目标建模，并采用基于Pareto最优概念的多目标微分进化（MODE）算法对运行工况进行寻优，然后根据模糊集理论在Pareto解集中求得满意解，获得了水煤浆浓度的优化调整方式和提高水煤浆生产效益的策略．