针对传统粒子滤波存在的粒子退化和样本枯竭问题,采用了一种基于模拟退火粒子群优化粒子滤波(SAPSO-PF)车辆状态估计算法。首先基于Dugoff轮胎模型建立了汽车7自由度车辆模型。然后利用SAPSO-PF算法通过对低成本传感器测量到的纵向加速度、侧向加速度、方向盘转角和各车轮轮速信号,准确估计车辆的纵向速度、侧向速度以及横摆角速度。并在Carsim和Matlab/simulink环境下以实车场地实验数据进行仿真验证。多工况下的仿真试验结果表明,运用SAPSO-PF算法对车辆纵向速度、侧向速度横摆角速度的估计有良好的准确性。

针对3R型串联机械腿部机构承载能力不强的问题,对腿部机构进行改进,提出两种2R1T的3自由度并联腿部机构;利用Adams软件搭建主要结构尺寸相同的虚拟样机,添加相同的约束和驱动,根据承载时直线驱动器的受力情况对比,优选出一种腿部机构,并完成整体样机设计;建立腿部坐标系,通过矢量法对腿部结构进行运动学分析,并利用Adams软件搭建的虚拟样机进行仿真验证,得到理论值与仿真值误差较小的结论,验证了运动学的正确性,为后续进一步的研究分析奠定了基础。

针对多节式管道机器人在转弯过程中接触点速度发生突变,影响机器人运动稳定性的问题,对机器人转弯过程进行了探究。以管道机器人弯管中的位姿模型为基础,对机器人与管道接触点的位置与速度进行求解。首先,对机器人转弯过程进行简单描述;其次,建立管道机器人在弯管中的位姿模型并求解机器人与管道接触点的位置;然后,对机器人的速度进行分析,找到机器人速度不发生突变的姿态角度;最后,通过Matlab数值求解与Adams仿真,验证了结论与求解过程的正确性,为机器人转弯过程中的控制奠定了基础。

国内飞机制造企业经过长期的三维工艺设计与仿真、CAX／CAPP／MES系统集成等技术的研究，突破了基于模型的定义（MBD）、三维工艺设计可视化、三维装配过程仿真验证及优化、三维工作指令的创建、发放及浏览、多系统集成和业务流程优化等关键技术瓶颈，构建了体系完整的、能支撑装配、机加、钣金、冶金等各类工艺设计业务需求的三维化、系统化、集成化的企业级数字化工艺设计平台。实现了传统二维工艺设计制造体系向三维数字化工艺设计制造体系的成功转型。

通过分析双转台五轴机床结构与运动方式,研究了该机床结构的加工点位坐标转化规律和数控系统的代码转换规律,并推导出相应的公式。结合自动编程软件进行自由曲面叶轮的加工编程,通过上述推导的公式将编程得到的刀位文件转换为机床能够识别的代码,对生成的代码进行了仿真验证并基于此进行了实际加工,证明了所推导公式的正确性。该研究为用双转台五轴机床加工自由复杂曲面提供了理论基础。

空间刀具半径补偿技术是数控系统实现复杂零件加工的核心技术。在基于曲面直接插补的空间刀具半径补偿中，使用3次B样条拟合刀位文件中的刀住点、切触点及刀轴矢量来获取刀轨的参数样条表示，实现空间刀具半径补偿功能。通过基于UG后置处理的加工轨迹，编制空间刀具半径补偿算法系统软件进行模拟，并在搭建的基于TwinCAT的开放式数控系统平台上进行加工验证，满足复杂零件的加工质量要求。此方法为数控系统的空间刀具补偿算法研究提供可行性验证。

针对双臂服务机器人运动学的逆解问题,根据其构型特点提出一种逆运动学求解方法。首先,根据机械臂的结构特点,采用标准DH法对其进行建模,得到双臂的正运动学模型,同时采用逆变换方法将机械臂的姿态用欧拉角表示,进而得到机械臂位姿的一组广义坐标;然后,采用几何法和坐标系投影法对双臂6R机器人进行逆运动学求解,经分析计算后最多可得8组封闭解,并选取最优解;最后,基于MATLAB建立双臂的3D仿真运动平台,验证了逆运动学求解的正确性,为机械臂的轨迹规划和避碰奠定基础。

液压传动系统是工程机械整机重要的传动系统之一,而液压多功能试验台是面向工程机械液压传动系统研究的一个科学试验平台。介绍一种多功能液压试验台闭式马达泵系统元件的选型：根据实验要求,选择满足试验目的闭式马达;根据马达的参数,计算出可以与马达相匹配的闭式泵和电机的参数。将选择好的元件设计成闭式马达泵系统,然后用AMESim进行建模仿真分析,得到马达转速、扭矩变化曲线、泵出口压力变化曲线等。仿真试验结果验证了所设计的液压系统功能的正确性和合理性、元件选型的正确性。

为提高气缸盖碗型塞压装效率和压装质量,研究机器人代替传统专机压装碗型塞工艺。采用计算机虚拟仿真技术,设计机器人压装碗型塞所需夹具、夹具支撑装置等必需设备;根据生产线现场实际情况设计机器人压装碗型塞工艺总体布局。分析机器人压装碗型塞详细流程,进行离线编程,实现机器人压装碗型塞系统仿真运行。仿真及实际应用结果表明:仿真压装过程中未出现设备干涉点,设备安装满足实际场地要求,生产节拍为36 s/件,满足生产要求。

为探究某液压辅助前桥驱动系统的结构原理及工作特征,对其核心部件之一的控制阀组进行了试验分析。首先,通过检测各阀口的压力与流量,确定工作模式和细节结构原理;然后,在MATLAB/Simulink和AMESim仿真平台上建立数学模型,对系统在不同工作模式下,控制阀组各端口的响应进行仿真,验证了试验结果的合理性和模式切换特征的准确性;最后,对配备该系统的某重型牵引车进行牵引力与滑转率的联合仿真,仿真结果表明,整车驱动性能得到了显著提升。