建立了风电场的随机模型，分析了风电场对配电线路电压和潮流的影响，定义了风电支路和风电平行支路并对其进行仿真，分析了风电场对其线路输送功率的影响，并建立了兼顾大电网和风电场送电容量的线路选型的数学模型，揭示了不同位置、不同容量的风电场接入电网线路选型的一般规律，用以解决风电场影响下的架空线路的选型和配置问题．算例分析结果验证了文中方法的有效性．

为解决现有的用于电力系统在线安全分析的估计等值法精度低、收敛性弱的问题，给出了较精细的等值发电机加综合负荷的等值系统模型，以提高等值精度，并提出了基于差分进化( DE) 算法的等值系统参数辨识策略．为解决 DE 存在的早熟收敛问题，构造变异方式不同的两个差分进化群，两群并行进化且定时交换信息，以增加种群的多样性，改善算法的收敛性．仿真结果表明: 改进的双群体 DE 算法有效解决了等值系统的参数辨识问题，算法简单、收敛快，辨识的参数精度高、鲁棒性好; 所建立的等值系统模型更符合电网实际，等值后外部系统的动态特性基本被保留; 所提基于改进DE 的估计等值法可用于在线大规模外部系统的等值化简．

孤岛微电网中，光伏、风电等随机性电源占的比重较大，同时负荷也具有随机性，而确定性潮流计算结果仅能反映单个时间断面下的运行情况为能更真实地反映孤岛微电网的潮流分布， 建立了孤岛微电网中光伏阵列和风电机组的概率模型，并采用基于半不变量和 Gram- Charlier 级数展开的随机潮流计算方法，对实际海岛孤岛微电网的潮流进行分析， 验证了文中方法的有效性．通过对比微电网运行在柴油机启动和柴油机停运两种模式下的随机潮流计算结果，发现储能设备的配置能减轻微电网电压的波动性，有利于微电网的安全稳定运行．

针对长期电压稳定场景，应用执行依赖启发式动态规划方法设计紧急电压控制器，协调各种不同类型的控制手段来维持系统的长期电压稳定．利用每个控制周期节点的电压偏差二次型构建效用函数，对未来控制时间的效用函数累加建立代价函数，建立长期电压稳定控制的动态规划模型，采用 BP 神经网络建立评价网络和执行网络，根据 Bell-man 最优化原理来训练评价网络，用于近似出代价函数，并由执行网络产生最优控制量，进而求解问题．最后，以新英格兰 10 机 39 节点系统为例， 建立基于 PSAT 的仿真算例，结果表明所提的控制方案可行且有效．

随着分布式发电技术的不断推广和发展，大量 DG( 分布式发电) 以微网形式接入配电网．文中以风储互补微网为对象，根据互补微网在配电网中的运行方式，采用蒙特卡洛仿真算法，从负荷点和系统两个层面上给出了配电网中常用的几项可靠性指标; 在分析了随机电源特点的基础上，建立风储互补微网可靠性评估模型; 根据传统配电网可靠性计算结果对风力 DG 进行选址，在确定储能配置后形成了计划型孤岛范围; 提出由于风储微网内负荷和风力 DG 出力的时变性，在孤岛内有可能发生储能放电过量，从而导致微网解列的二次故障问题．对风储互补微网接入后的配电网的蒙特卡洛可靠性仿真结果表明，风储互补微网能有效提高配电系统的可靠性．

提出一个同时考虑风场运动延迟平滑效应和尾流效应的风功率预测模型．模型中通过模拟尾流效应对风速的影响，并计及风速传输的延迟性，获得处于不同空间位置风机的风速，通过功率的叠加，形成风电场功率输出曲线来表征功率输出的平滑效应．模拟及案例分析结果表明，所提出的模型有效性强、精度高，适合用来评估风电场注入功率对系统的冲击影响，更符合风电场的实际情况，有助于对电力系统机组的备用容量、爬坡率进行修正，并有利于合理评估风电场对电网运行安全的影响．

为了更有效地利用雷电定位系统数据评估输电线路的雷击跳闸风险，以东莞地区 1999—2008 年雷电流幅值数据为例，分析了规程推荐公式、IEEE 推荐公式及其改进公式的拟合曲线与实际雷电流幅值概率分布的偏差，在此基础上提出了雷电流幅值概率分布函数的分段拟合方法，并进行了连续性修正．最后，分别采用规程推荐公式、IEEE 改进公式和文中拟合公式计算东莞地区 110kV、 220kV、 500kV 三个电压等级下的输电线路雷击跳闸率，并与实际值进行对比． 结果表明: 采用文中方法得到的雷电流幅值概率分布函数曲线与自然概率曲线的相关性最强，仅牺牲了分段点附近的相关性; 采用文中分段拟合方法计算得到的 110kV、 220kV 电压等级输电线路雷击跳闸率与实际运行数据较相符，而对 500kV 电压等级线路雷电跳闸率的计算存在偏差．

对喷淋蒸发板式冷凝器的传热性能进行理论分析与实验研究，建立其特性实验系统和模型，着重研究蒸发式冷凝器板外水和空气侧的传热性能，并得出适合喷淋蒸发板式冷凝器的计算关联式，以指导该冷凝器的设计计算和热阻分析．研究表明，湿球温度、板片间距、喷水量和风量均是影响喷淋蒸发板式冷凝器传热性能的主要因素．

基于分子动力学方法，采用 Tersoff 势函数，研究了含中心裂纹扶手椅型单层石墨烯薄膜的破坏过程．得到了相应的应力- 应变曲线及破坏形态，分析了裂纹尺寸、应变率以及温度变化对含中心裂纹石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响．研究结果表明: 随着裂纹尺寸的增大及温度的升高，石墨烯薄膜的破坏强度和破坏应变均减小，裂纹开始扩展时对应的应力减小; 随着应变率增大，石墨烯薄膜的破坏强度和破坏应变均增加，裂纹的起裂应力及扩展过程中的平均速度均增加; 薄膜的破坏均是从中心裂纹附近开始，随着裂纹尺寸、应变率及温度的变化，石墨烯薄膜表现出不同的破坏机制; 较高应变率作用下，薄膜中心和边缘处均出现 C—C 键断裂．

基于经典连续体的Duncan- Chang 模型缺少用于表征材料破坏程度的参数及与应变局部化带宽相关的特征长度，且无法反映材料的软化特性．为此，基于扰动状态概念，引入Cosserat 连续体理论作为正则化机制，以Duncan- Chang 模型描述相对完整状态下材料的响应，以临界状态模型描述完全调整状态下材料的力学行为，并分别基于常规三轴试验曲线与体积应变阈值、形状改变能极限状态概念提出两种扰动因子演化方式．利用数值算例考察了扰动对材料承载力、应变局部化行为的影响．模拟结果表明: 两种演化方式均能描述材料的软化特性，第二种方式在预测剪破角变化规律方面更为合理; 所发展的扰动状态模型在模拟应变局部化问题时可以在一定程度上消除对有限元网格密度的敏感性．

根据广州某高速公路设置的车辆动态测重系统获取的车辆荷载信息，包括所在车道、 车型( 车轴数) 、轴重、总重、车速和通过时刻等数据，对车流中车辆间距的时变特征进行了分析; 根据分析结果，就实际车流荷载对桥梁结构的作用进行了简化; 通过引入荷载横向分布的概念，将车辆随机载荷从二维问题转化为一维问题，由此模拟得到了桥梁跨中弯矩的应力- 时间历程．利用该历程数据，提出了一种公路桥梁随机载荷谱的模拟和编制方法，并得到了可用于疲劳实验的随机载荷谱( 实验谱) ．与现有的公路桥梁车辆载荷谱的模拟和编制方法相比，采用文中方法所模拟和编制的随机载荷谱更接近桥梁的实际工作状态．

为对功能梯度材料( FGM) 板进行断裂力学分析，提出了施加温度场建立 FGM 板分层线性离散模型的方法．采用该方法、梯度有限元法和常规有限元法对 FGM 板的应力场和位移场进行对比分析，结果表明该方法简便可行．在所提方法的基础上，采用扩展有限元法求解含裂纹 FGM 板的位移场，再利用位移外推法计算裂纹尖端的应力强度因子，通过上述方法对不同材料梯度参数、裂纹尺寸、裂纹倾斜角的 FGM 板裂纹尖端应力强度因子进行数值模拟．计算结果表明，合理地选择 FGM 板的梯度参数并控制裂纹尺寸能有效降低裂纹尖端应力强度因子．所提出的方法可推广应用于材料梯度分布为任意连续变化的 FGM 板断裂力学分析．

针对铝合金超声波半连铸过程，建立了声场、流场和温度场耦合的数学模型．利用 Fluent 模拟得到了声场、流场和温度场分布．仿真结果显示，超声波的导入对宏观流场与温度场分布具有重要影响，在超声输出振幅一定的条件下，选择频率为 20 kHz 的超声波处理铝熔体能够获得较为理想的流场与温度场，从而有效促进熔体的传热、传质与柱状晶向等轴晶的转变． 通过测量实验铸锭的晶粒尺寸，发现经超声处理的铸锭凝固组织显著细化，长度与宽度方向的平均晶粒尺寸分别较未经超声处理的减小了133μm 与32μm．文中还结合数值模拟结果分析了超声波对铝合金大铸锭的细晶机理．

为了改善齿轮的啮合传动性能，提出基于 Ease- off 的弧齿锥齿轮齿面修形优化方法．通过预置齿轮副重合度、对称抛物线传动误差及接触椭圆参数，分别沿接触路径和啮合线对小轮齿面进行双向修形，获得目标齿面; 建立最小二乘法优化模型，采用基于置信域策略的列文伯格- 马夸尔特优化算法反求与目标齿面高精度逼近的小轮机床调整参数．算例表明，经过有限次迭代优化，可获得逼近目标齿面的一组机床调整参数，实现预置传动性能，且齿面偏差不大于 2．0μm; 齿轮副的设计重合度、传动误差幅值及接触椭圆参数对修形优化的迭代次数和精度有直接的影响．

首先，设计齿廓、齿向修形曲线，经过 3 次 B 样条拟合为拓扑修形曲面，并与理论齿面叠加设计修形齿面; 其次，根据成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系，推导成形砂轮与齿面的接触条件方程，计算砂轮的廓形点，再通过 3 次 B 样条拟合得到精确的砂轮轴向廓形曲线; 然后，建立成形砂轮磨削斜齿轮 5 轴联动 Free- Form 型数控磨齿机模型，根据砂轮位矢的等效转换，推导各轴运动关系; 接着，建立基于数控机床各轴敏感性分析的齿面修正模型，用 6 阶多项式表示各轴的运动，判断砂轮与齿面的接触状态，定磨削齿面的误差，并分析各系数扰动对齿面误差的影响; 最后，以齿面误差平方和最小为目标函数，通过粒子群优化方法，得到机床运动参数．结果表明，以齿廓修形齿面反算砂轮截形进行 5 轴数控成形磨齿加工，可有效降低磨削误差．

为了增加凸轮马达的工作方式，设计了一种双转子凸轮马达，通过改变凸轮马达进油口的连接方式来改变马达的排量．在流量相同、负载一定的条件下，计算了马达在各种连接工况下的转矩和转速，并对比了各种工况下的转矩脉动．结果表明: 双转子凸轮马达 4 个输入口有 6 种不同的组合输出，其中两内马达、两外马达、两内两外马达这 3 种组合的输出转矩脉动较小; 双转子凸轮马达有两种差动连接，其中两外两内差动连接可以实现低转矩高转速，且转矩脉动理论值为零．

根据工位约束条件的不同，将斗链装配线分为BBAL-1、BBAL-2 和BBAL-3 共3种类型; 针对不同类型的组织规则，分别建立数学模型，并对其自平衡性和自组织性进行对比．证明了BBAL-1 和BBAL-2 存在唯一的平衡点，且具有从任意状态收敛至平衡状态的良好的自组织性; 而BBAL-3 因工位条件的改变，平衡点的存在具有不确定性，若存在平衡点，其可以在平衡点处实现自平衡，但缺乏从任意状态收敛至平衡状态的自组织性．文中最后通过对3 类斗链装配线的数值仿真，对上述结论进行了验证．

基于 Kitagawa- Takahashi 图提出了一种计算起重机金属结构等效初始裂纹尺寸及其统计学分布的方法，此方法的优点在于只用到疲劳寿命极限和疲劳裂纹扩展门槛值，与随机变化的载荷应力无关．为计及载荷次序以及裂纹闭合效应对疲劳寿命的影响，基于载荷的功率谱密度，给出了一种频域分析的起重机疲劳寿命预测方法．为验证所提方法的有效性，将文中方法的预测结果与文献中的起重机箱形梁的疲劳实验结果进行对比，结果表明估算寿命与实验寿命吻合，文中方法具有实用性和可靠性．

超冗余振动台在带负载工作时，由于负载的偏心， 其动力学模型中的质量矩阵为非对角矩阵，各个自由度之间出现动力学耦合现象．文中通过建立液压系统的非线性模型和基于空间力系分析的动力学耦合模型，得到了整体动力学仿真模型; 根据动力学耦合模型引入耦合力观测器，经过雅可比矩阵变换，将耦合力分解到各液压作动器上，视耦合力为液压系统的干扰力进行控制．在对液压系统线性化分析的基础上，确定了干扰力的顺馈补偿控制策略．仿真结果表明: 该解耦控制策略可以有效减小各自由度之间的耦合，实现对超冗余振动台的解耦控制．

分析了电液复合制动系统的结构，对比了非解耦式和解耦式方案的优缺点; 研究了电液复合制动系统前、后轴制动力及再生制动力、液压制动力的分配策略，对比了3 种不同的协调控制方案．依据实车参数和测试数据，利用 Simulink- AMESim 建立了电液复合制动系统联合仿真模型; 定义了以回馈能量效率和司机驾驶解释一致性作为不同方案的量化对比评价指标．NEDC 和 SC03 循环工况结果表明，解耦式方案的回馈能量效率和司机驾驶解释一致性评价指标均优于非解耦式方案，两种工况下的回馈能量效率均高于50%．

驾驶员制动意图识别和电机液压制动力协调控制是开发制动能量回收系统时需要解决的关键技术问题．文中通过特性试验数据分析，得出了表征驾驶员制动需求的参量，并使用时间因子自适应修正的一阶延迟滤波方法，基于主缸的压力求得驾驶员的制动需求．根据液压制动系统硬件方案，在 Matlab/Simulink 下建模，并使用比例制动力分配方法进行电机和液压制动力的协调控制，使用偏差控制方法实现目标压力．仿真结果表明，制动需求计算准确，制动力控制协调，保证了平稳的制动强度．

行人头部与风挡玻璃碰撞是人车事故导致行人受伤与死亡的主要原因之一，所以行人保护仿真分析中 PVB 夹层玻璃的有限元模型研究受到广泛关注．文中提出用一层壳单元模拟 PVB 两侧玻璃、PVB 膜片使用六面体单元的风挡玻璃等效模型化方法，并采用 LS_DYNA 仿真分析刚性冲击子与风挡玻璃的冲击破坏过程．以刚性冲击子加速度与对应实验结果的一致性程度作为评价标准，和其他 3 种风挡玻璃建模方法进行比较，确认文中提出的建模方法可以更好地再现 PVB 夹层玻璃的冲击特性．