通过一种新型表面自纳米化方法——剧烈塑性滚柱滚压( SPRB) ，在纯铁表面成功制备出最小晶粒尺寸约300 nm 的梯度超细晶结构． 利用电化学方法，结合透射电镜、X射线衍射、扫描电镜等对这种材料的表面微观组织结构及腐蚀性能进行研究，结果表明:与粗晶铁相比，超细晶纯铁最表层硬度提高1.6 倍以上，表层形成较强面织构，表层微观应变为( 0.313 ±0.017) %;超细晶纯铁在3.5% NaCl 溶液中的自腐蚀电位相对于粗晶铁的正向移动24 mV，腐蚀电流密度从粗晶铁的2.371 × 10^－5 A/cm² 降低到超细晶的7.547 ×10^－8 A/cm² ; 超细晶纯铁在6% FeCl₃ 溶液中的点蚀腐蚀速度约为粗晶铁的一半; 超细晶纯铁的耐腐蚀性能与粗晶铁相比有显著的提高，表层晶粒的细化和滚压形成的强织构是超细晶纯铁耐腐蚀性能提高的原因．

为提高系统的定位精度和减小系统误差，针对低运动控制模型精度移动机器人，基于3 个主要的系统误差来源 ——“左右轮子直径的不相等” 、“轮距的不确定”和“左右轮子直径实际的平均值与标称平均值不相等”所产生的位置误差和方向误差，提出了校正里程计系统误差的方法，并设计校正实验来校正系统参数——左右轮子的直径和轮距．该校正方法分别考虑了系统误差对机器人直线运动和旋转运动的影响，通过直线运动和旋转运动的实验数据校正系统参数．实验结果表明，校正后的系统参数更接近其实际值，系统误差更小，系统定位精度更高，并且实验简单，容易操作．

为揭示石墨切削材料的去除过程和已加工表面的形成机理， 研究了石墨边位印压时裂纹的产生和扩展规律． 结果表明: 当印压载荷增加到某一临界值时， 裂纹突然产生并迅速扩展; 初始裂纹朝试件内部扩展， 然后逐渐向印压表面扩展， 最后到达印压表面， 裂纹扩展路径呈圆弧形; 随着压头楔角和印压厚度的增加， 裂纹愈朝试件内部扩展， 在试件表面留下的凹坑深度和宽度愈大． 切削实验结果表明， 边位印压裂纹的产生和扩展规律能很好地解释石墨切削时切屑的去除过程和已加工表面的形成原因．

为增强微弧氧化过程中电弧的可控性， 从脉冲能量控制角度， 设计了一种逆变式高频窄脉冲微弧氧化电源． 该电源在传统的两级逆变电路结构基础上， 增加了阻抗匹配电路， 实现了变极性模式下回路及负载中能量的快速释放与存储． 文中还详述了实现多种模式输出的协同控制策略及对应的电路工作模式， 分析了电源的负载特性， 并通过仿真和实验波形验证了该负载特性等效模型的有效性． 实验结果表明， 通过提高电源输出脉冲频率( 最高 20 kHz) 及减小脉冲宽度( 最窄 20 μs) ， 可实现对脉冲能量的精密控制和提高系统的能量利用率; 高频窄脉冲处理模式获得的膜层表面孔隙率和表面粗糙度更低．

为考察齿面摩擦对高功率密度齿轮传动效率的影响，提出了一种基于虚拟样机方法的齿轮传动效率预测及动特性分析方法．考虑齿轮和转轴的柔性变形、齿轮时变啮合刚度，建立齿轮、转轴、轴承的柔性多体动力学模型，通过求解动力学方程得到齿轮传动系统的传动效率和动特性，并分析了齿面摩擦对直齿轮、斜齿轮、人字齿轮传动系统传动效率、动态特性的影响规律．结果表明: 随着齿面摩擦系数的增加，接触应力增加，动态切向摩擦力变大; 在高速工况下，人字齿轮接触应力最小，但传动效率高于斜、直齿轮．

为实现复杂、异形刀剪的端面磨削，提出了一种空间端面磨削多轴联动控制方法．根据端面磨削的工艺特点与卧式端面磨床的结构特点，建立了砂轮径向进给量、轴向进给量、旋转角度等加工参数与工件顶面磨削量、底面磨削量、磨削宽度等工艺参数间的函数关系，并结合端面的投影规律实现了一个旋转轴与两个平动轴的三轴联动控制．基于所提控制方法开发了数控系统，该系统支持二维图形与参数混合编程．利用该系统开发了数控端面磨床样机，并进行了磨削实验．结果表明，该磨床能够磨削多种刀剪产品，加工效率与质量优于液压式端面磨床．

在采用应力－强度干涉理论进行可靠性分析时，需要根据材料的现有疲劳实验数据，获得任意指定寿命下的疲劳强度概率分布．文中提出了一种疲劳寿命服从对数正态分布的疲劳强度概率分布数值模拟方法．该方法在有限寿命阶段内，根据两条已知的疲劳特性( P- S- N) 曲线，重构任意存活率下的 P- S- N 曲线，进而运用蒙特卡罗技术推断任意指定寿命下的疲劳强度概率分布．以20Cr2Ni4A 为例进行相关分析，结果表明，P- S- N 曲线重构精度高，疲劳强度概率分布接受正态分布假设，模拟结果符合等同性原理和疲劳强度衰减理论．这说明文中方法是有效的．

为提高结构可靠性优化设计的效率，利用粒子群优化( PSO) 和差分进化( DE) 算法的搜索特性，构造一种PSO- DE 混合算法，以克服基本PSO 算法的早熟问题．将PSO- DE混合算法与结构可靠性优化理论相结合，建立了结构系统失效概率约束下以结构质量最小化为目标的优化模型．算例结果表明: 与基本PSO 算法相比，文中提出的PSO- DE 混合算法提高了收敛速度和计算精度; 该算法易于实现，鲁棒性好．

为了满足精密制造领域对于传动平台多自由度及大行程的要求，基于空间机构学，设计了由压电陶瓷驱动柔性铰链导向的六自由度微传动平台．针对压电陶瓷输出位移小的缺点，设计桥式机构对其输出位移进行放大，并利用线切割对传动平台进行一次性加工，得到具有大行程的一体式传动平台．通过齐次坐标变换得到了补充修正后的 RPY( 滚动－俯仰－偏转) 角姿态描述方法，利用此方法分析传动平台的运动特性，通过虚功原理和坐标变换理论，建立了微传动平台的运动学模型，得到了压电陶瓷驱动位移与传动平台运动位移之间的映射关系，以及微传动平台 6 个方向的静态刚度及其变化规律．利用ANSYS12.0 对传动平台进行有限元仿真，并搭建实验平台进行实验测试，实验结果与理论模型和仿真结果的对比分析验证了理论模型的正确性及平台结构的合理性．

 对柔性三维拉弯成形工艺进行了研究，给出了三维弯曲成形件的数学表达式．通过分析柔性三维拉弯成形过程中型材的水平和垂直方向的变形，给出了控制成形件水平方向和垂直方向形状的单元体调形方法与夹钳的拉弯轨迹计算方法．根据柔性三维拉弯工艺中单元体调形多点控制的特点，定义了多点模具的调形参数，给出了单元体与成形件接触的几何关系，并给出了描述单元体上多点模具包络形状的三次 B 样条插值方法．基于上述的几何关系和多点模具的调形参数，使用圆弧对夹钳的拉弯轨迹进行计算．对 L形截面铝型材的三维拉弯成形实验结果表明，成形件轮廓误差小于0.7%，验证了上述方法的实用性．

为抑制图像中的细微结构、噪声、弱边缘等干扰对边缘检测的影响，同时提高边缘检测的位置精度，提出了一种基于尺度空间中边缘强度累计特性的边缘检测方法．该方法首先通过比较目标对象在多个尺度下的平均边缘强度来选择检测目标边缘的最佳尺度，然后依据边缘点在尺度空间上的强度累计值的差异滤除该尺度下的干扰边缘．实验结果表明，文中方法能够在少量的平滑预处理条件下有效地抑制上述各种干扰，提高图像中目标边缘的稳定性与位置精度．

Gustafson- Kessel( GK) 聚类算法可以有效地搜索超椭球、平面和线型的数据类，但仍然存在对初始聚类中心较敏感、易于陷入局部最优的缺陷．为此，文中根据鱼群觅食与聚类的相似性，利用人工鱼群( AFS) 算法对聚类中心进行初始化，提出了改进的G- K 聚类算法，并利用人工数据集和IRIS 数据集进行仿真研究．结果表明，文中算法能有效地发现数据集中的聚类结构，聚类效果优于GK 聚类算法．

在偏置电压较低的情况下，光发射信号较弱，容易被器件的噪声所干扰，造成成像效果不佳．为此，文中建立了光发射显微( PEM) 图像的信号－噪声模型，设计了差分图像定位算法来提高光发射探测的精度．该算法首先通过调整偏置电压获取失效信号强度不同的两组图像，计算出两组图像的差分均值图像，再对其进行均值滤波器、图像二值化等处理，得到统计图像，最后根据统计图像确定集成电路失效点的位置．物理分析结果验证了基于差分图像定位法的集成电路光发射探测技术的准确性．

在时变信道中正交频分复用( OFDM) 系统下传统信道估计方法存在估计性能差、计算复杂度高的问题．为此，文中提出了一种双对角线性最小均方误差( DD- LMMSE)的信道估计方法．首先建立基于基扩展模型( BEM) 的系统模型，然后进行两次对角线性最小均方误差估计得到 BEM 系数，从而估计出信道的时域冲击响应．仿真实验结果表明，该方法不管在慢时变信道下还是在快时变信道下均具有良好的估计性能，且计算复杂度低．

在经典的交互式多模型算法中，对似然函数的高斯近似以及概率密度函数与概率质量函数的混合计算使得所求得的模型概率仅为贝叶斯意义下的次优值．为解决此问题，基于各滤波器估计误差的相关性和多传感器最优信息融合准则，提出了一种重新加权的交互式多模型算法．该算法通过计算估计误差的互协方差阵对模型概率进行更新，在此基础上利用最优信息融合理论对各滤波器的滤波结果进行融合．理论分析及仿真结果表明: 经过重新加权的交互式多模型算法较原始算法以及其他忽略误差相关性的交互式多模型的改进算法在估计精度上均有显著的提高．

无人机在实际飞行中易受到扰动与系统未建模动态等不确定性因素的影响．为此，文中提出了一种新的鲁棒飞行控制律设计方法．该方法以主－辅控制器为基本架构，主控制器采用鲁棒伺服线性二次型调节( LQR) 法构造，以提供基本指令跟踪控制输入;以加入主控制器后的理想闭环系统为参考模型，基于鲁棒模型参考自适应算法设计辅控制器，以抑制扰动和未建模动态对飞行控制系统的影响．理论分析表明，该控制律能够保证闭环飞行控制系统在存在有界扰动与未建模动态情况下稳定且跟踪误差有界．非线性对比仿真验证了控制系统对各种形式扰动的抑制作用，说明了该控制系统的有效性与鲁棒性．

充气球天线的设计、分析、加工制造等已成为国内外研究的热点，其中量产要求与工艺研究需求尤为突出．文中从设计与加工的角度出发，提出了一种充气天线反射面初始型面分析计算方法和裁片计算分析方法，给出了反射面粘贴模具、球面粘贴靠模、裁剪线布置方案和裁剪模具的设计方法，并介绍了充气球天线的加工工艺和流程．性能测试结果表明，文中所述工艺和流程切实可行，有效可靠．

纵梁的平均压溃力决定着轿车纵梁在碰撞过程中吸收能量的能力．研究纵梁的平均压溃力，可在概念设计阶段了解纵梁的碰撞性能，减少潜在的设计缺陷．但文献中纵梁平均压溃力的拟合结果与试验及仿真偏差较大．为此，文中采用物理试验与仿真试验相结合的方法，分析平均压溃力与材料的截面形状、厚度和力学性能的关系，并对一系列单元薄壁矩形截面梁进行试验与仿真，根据统计学中极差、最大偏差和标准差最小化原则，推导出新的矩形截面梁平均压溃力公式．计算结果表明，所推导公式的拟合值比现有文献公式的更加接近仿真值，能够满足轿车前纵梁概念的设计需要．

为提高混合动力汽车的动力性和燃油经济性，简化驱动系统的结构，提出了一种新型多模式驱动的增程式电动汽车驱动系统．文中分析了该系统的各个工作模式及功率流分配; 通过台架实验获得了发动机、电机、电池等的工作性能，在Matlab/Simulink 环境下建立了关键动力元件( 如发动机、 主电机、 辅助电机和蓄电池) 及整车的仿真模型，并对该系统进行了动力性能和燃油经济性能仿真分析．结果表明，相对于 Volt 系统，文中提出的驱动系统的动力性明显改善，最高车速提高了37.5%，燃油消耗率降低了24.8%．

分析了用于定轴式混合动力车变速器的电控电动膜片弹簧离合器执行机构的功能需求，提出了将双向超越离合器应用于离合器执行机构的设计，用于同时实现正向高效驱动和反向锁止功能; 描述了新型离合器执行机构的基本工作原理和样机的具体机械结构，详细分析了所用单锲块式双向超越离合器实现反向锁止以及正向高效驱动功能的原理; 最后通过试验验证了所述新型执行机构的可行性，并分析了样机存在的不足以及改进途径．

工程车辆单气室油气不分离式油气悬架内随油液流动进入环形腔的气体，在环形腔内溶解析出会对油气悬架性能产生一定的影响．为此，文中建立以环形腔内气体体积为判断导向的油气悬架非线性数学模型，采用联合模拟仿真的方法求解非线性方程组，分析环形腔内气体溶解析出对环形腔内压力变化的影响，并搭建等比例油气悬架试验台进行验证．仿真结果和试验结果对比表明: 文中建立的数学模型能够准确地描述环形腔内气体溶解析出变化对油气悬架性能的影响; 环形腔内气体溶解析出在油气悬架设计和使用过程中不可忽略; 在此影响过程中气体溶解度和油气悬架外加激励的作用明显; 环形腔内气体溶解析出变化对油气悬架簧上质量相对位移的影响有限，但对油气悬架内部结构的冲击、振动强度及寿命有较大的影响．

重心高度是影响汽车操纵稳定性、平顺性和安全性的重要指标．重心高度过大可能引起严重的交通事故．为此，文中提出了一种基于动态制动模型的汽车重心动态测量方法，该方法利用平板式检测台，根据测得的轴重和制动力来估算汽车重心; 建立了汽车重心位置动态检测系统，并利用实车实验对文中方法进行，发现该方法的检测值更接近汽车行驶的实际值; 采用该方法对3 辆不同车型的汽车重心高度进行测量，结果表明，该方法具有较高的测量精度和效率，适用于任何车型的重心测量．

混合动力系统的拓扑结构和控制策略决定了整车的性能．文中提出了一种适合城市公交工况的基于地面扭矩耦合方式的混联式液压混合动力系统，以及以满足车辆瞬时动力需求为基础、以全局经济性最优为目标的整车能量管理策略; 借鉴研究混杂系统的方法和思路，采用了分层递阶控制以简化系统的结构; 基于 Matlab/Simulink/Statflow 联合仿真技术，建立整车前向模型，并选择 ECE 城市循环工况对整车的经济性和动力性进行分析．结果表明，文中所提出的液压混合动力系统及控制策略可明显改善发动机的输出特性，有效地提高整车的燃油经济性和瞬时动力性．

为研究发动机减压制动性能，在分析其工作过程的基础上，利用计算流体力学软件建立三维网格模型，采用动网格技术对发动机减压制动工作过程进行了三维瞬态数值仿真分析，并对仿真结果进行实验验证．结果表明: 发动机转速越高，制动性能越好; 减压气门开度越大，制动功率峰值越高，但减压气门最大开度受到压缩间隙和活塞运动规律的限制; 转速一定时，每个减压气门开度都对应一个最佳减压气门提前角，使得发动机的减压制动性能最佳，并且最佳气门提前角随减压气门开度的增大而减小．