针对现有电液伺服系统的非线性、参数不确定导致轨迹跟踪精度低的问题,提出了一种非线性自适应输出反馈控制器。分析了液压系统的非线性模型,为控制器设计提供理论基础。非线性自适应输出反馈控制器包含自适应线性扩展状态观测器(Linear Extended State Observer, LESO)和非线性扰动观测器(Nonlinear Disturbance Observer, NDO),用来估计系统中不可策略状态以及惯性载荷动力学中的失配扰动。实验结果表明,所提出的非线性自适应输出反馈鲁棒控制器可有效解决PI控制器存在的谐振问题。

闭式泵控采煤机调高系统取消了传统的控制阀组,系统的能量损失小。但泵控系统由于回路的泄漏、泵的死区等影响,导致其非线性严重、控制精度低下,进而降低了采煤机调高系统的运行品质。针对这一问题,设计了一种变论域模糊自适应PID来对滚筒进行闭环位置控制。结果表明,与传统的PID控制相比,所提出的控制方法可显著提高滚筒的定位能力,稳态时误差可减小65%以上;同时,在随机性负载力的作用下,滚筒的抗扰动能力更强。

现役火箭游动发动机配套的电液伺服机构具有结构高集成化、大摆角行程的特点,其与发动机组成的推力矢量控制系统具有较大非线性,传统的控制方法容易出现大摆角下发散抖动现象。为解决上述问题,同时满足火箭对推力矢量系统的快速性要求,提高系统可靠性,建立其推力矢量伺服控制模型,分析出易抖动的原因,并提出了变增益PID与陷波函数补偿的复合数字控制方法。仿真与试验结果均表明,该控制方法有效地抑制了电液伺服机构的非线性因素对系统稳定性的影响,最小稳定裕度提高5~7 dB。

厚度分布是影响膜片顺利翻转较大的因素，为获取两种方案厚度分布的膜片在翻转过程的形变、应力、应力分布及质心的横移量，通过对推进剂贮箱金属膜片采用UG建模，结合非线性有限元分析软件Patran模拟分析膜片的大变形非线性特性，经过对比从而寻找出具有较优翻转特性的膜片厚度分布区间为0.9~1.3mm，且第二种方案应力分布更为均匀;结合实验验证仿真真实性，通过实验测得起翻压差为0.14MPa，且压力达到0.45MPa时液体可以完全排出;推进剂最大流量达到工作要求，且翻转时的最大偏心量符合设计要求。

针对汽车非线性悬架参数识别问题,根据最小二乘法原理,分别提出了基于离散化模型的参数识别方法和基于系统输入输出数据的参数识别方法。首先,从理论上介绍了两种识别方法的理论基础及其与最小二乘法之间的内在联系。其次,分别应用两种方法对汽车非线性悬架系统的线性及非线性参数进行识别,并通过仿真验证了两种基于最小二乘法的非线性系统参数识别方法的有效性。最后,进一步介绍了对于更一般的非线性系统,两种方法的适用范围,为非线性悬架系统及同类非线性系统的设计与分析提供了理论基础。

橡胶弹簧悬挂系统结构简单减振性能良好,在非公路车辆、大型载重车辆和工程车辆中有广阔的应用前景。对铰接式自卸车悬挂系统进行了研究,对前悬沙漏式橡胶弹簧、后悬的复合橡胶弹簧等进行静、动态实验及分析,在试验的基础上,基于有限元方法对橡胶弹簧的非线性刚度特性进行理论建模与分析,并分析橡胶弹簧结构参数对其刚度特性的影响。对其非线性刚度进行分析,对比分析表明模型仿真与试验分析结果曲线具有一致性,表明所用理论方法和所建模型的准确性;采用非线性有限元接触模型对橡胶弹簧特性进行分析,可有效提高分析的时效性;橡胶弹簧的静态特性试验研究表明,结构的刚度与系统的载荷呈现正相关特征;橡胶弹簧的动态特性试验研究表明,其动刚度和阻尼损耗因子与振动频率和振幅有很大的关系;试验结果和分析模型可作为设计选用橡胶...

采用非线性有限元法对含长矩形腐蚀缺陷管道的失效压力进行计算分析。对比了不同分析位置的选择对管道计算失效压力的影响,结果表明,选取缺陷中间位置作为管道失效压力计算分析点的方案更优,分析结果得到管道实物爆破失效实验数据的验证。计算了以工程抗拉强度确定的长矩形缺陷管道的失效压力,得到计算失效压力与实测失效压力之间的拟合关系式,用以在缺少真实抗拉强度情况下修正管道的计算失效压力,结果表明修正后的误差显著减小。

针对铁路罐式集装箱的堆码工况,以某箱为例,进行了传统的线性有限元分析,并探索实施了非线性有限元分析,分别与试验结果进行了数据对比。分析结果表明,计算结果与试验结果基本吻合,文中采用的分析方法基本满足工程上的精度要求。

针对铂电阻测温时存在的本质非线性特征，分析了产生非线性误差的主要原因，阐明了反向分度函数法、牛顿迭代法、查表法等几种主要铂电阻非线性补偿算法的原理与特点，并利用基于单片机的温度测控系统的实测数据作为样本，在Matlab仿真环境下，按不同的曲线拟合阶次和方式等条件，对这些算法的补偿误差进行了对比分析。结果表明：采用分段最小二乘曲线拟合法既简单又能有效地减少补偿误差；在相同条件下，牛顿迭代法的补偿精度高于反向分度函数法和查表法。

基于超磁致伸缩微致动器实验所得的激励电流-磁致伸缩材料轴向位置-磁场强度三者之间的关系式,修正了厚壁线圈轴向电流-磁场理论公式.利用修正公式对超磁致伸缩微致动器动力学模型进行理论分析,得到了微致动器的振动响应 分析了修正系数、偏置磁场及预压应力对微致动器的影响.结果表明：修正系数对微致动器动力学特性影响十分明显,当修正系数K′=1.24时,基于实验拟合函数与基于厚壁线圈电流-磁场理论公式所得到的微致动器的输出位移与输入激励电流之间的滞回环完全吻合 微致动器振动响应具有明显的非线性特性,而且修正系数对其影响很大.偏置磁场与预压应力对微致动器的幅频特性影响也十分明显.