剪切力模式近场扫描光学显微镜（Near—field Scanning Optical Microscopy，NSOM）的音叉探针间距控制系统中，用相位反馈控制和检测剪切力，同时采用比例＋积分（PI）技术实现对音叉探针振幅的反馈控制，使探针振幅在扫描过程中保持为恒定值．用相位信号作为探针与样品间距控制信号，分别在无振幅反馈和有振幅反馈两种情况下，以不同速率扫描得到标准CD_RW光盘光栅的两组图像，并进行了比较分析．实验表明，恒振幅反馈电路的引入有助于提高探针系统的响应速度和灵敏度，改善所得图像的质量及分辨率．

驱动系统在科氏质量流量计中起到了非常重要的作用，驱动性能的好坏直接影响着质量流量测量的准确性；非线性幅值控制算法是一种好的驱动增益控制算法，其中的PI控制器有2种实现方法，即积分分离的PI控制器和积分限幅的PI控制器；为了比较不同控制方法的效果，文章基于科氏传感器的时变参数模型，根据实际驱动电路来建立Simulink仿真模型，用驱动电路驱动CNG050传感器得到的实验数据，来验证模型参数设置的正确性，通过Simulink仿真，研究了2种不同控制方法，结果表明，积分限幅的PI控制器的控制效果较好。

为制作离子聚合物一金属复合材料（IPMC），基于全氟磺酸液制出厚达0．5mm基体膜，在利用还原法在膜表沉积出铂电极后，制成动力达22．5mN的IPMC。研制出IPMC视觉测控系统，并通过视觉采集部件捕捉其电致动图像，引入区域平均法和Roberts算子进行图像滤噪与锐化，采用灰度阈值法从图像中分割出IPMC轮廓并提取其末端位移。设计出IPMC控制电路，进行了IPMC功能特性与控制实验。研究表明，增大IPMC膜厚可增大其输出动力，采用PI控制可使IPMC末端位置跟踪误差控制在±0．5mm之内。

在分析IGV系统的组成和原理的基础上,搭建了IGV系统液压模拟试验台。根据液压模拟试验台相关部件的参数,在Simhydraulics中搭建了仿真模型。用最小二乘参数辨识方法对所搭建的仿真模型进行系统辨识,得出系统的传递函数。根据系统传递函数的特性,设计了优化的PI控制器,并利用MATLAB进行仿真分析。结果表明,所设计的控制器能够保证液压伺服系统具有良好的位置跟随性,并且具有一定的抗干扰性能,满足实际工作条件。

建立直流伺服系统精确模型比较困难,采用传统PI控制器进行控制时系统鲁棒性较差。针对直流伺服系统的控制问题,采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器实现直流伺服系统的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。建立了直流伺服系统的数学模型,构造了其运动方程。设计采用继电器和PI控制器并联组合的基于现场可编程序模拟阵列的PI控制系统。采用MATLAB软件对直流伺服系统进行仿真,将仿真结果与传统PI控制器的计算结果进行对比和分析。结果表明:采用基于现场可编程序模拟阵列的PI控制器的直流伺服系统能够产生非超调响应,跟踪性能明显提高,能在0.4 s内快速消除波动,并且所需控制电压减少50%左右。

气动肌肉执行器重量轻、柔性好,被广泛应用于工业与研究领域。然而,用于驱动该执行器的气动设备使系统的尺寸过于庞大,为解决此问题,提出利用氟碳化合物气/液相变时膨胀做功来驱动气动肌肉执行器,选用金属陶瓷加热器加热氟碳化合物,使用PI控制器控制执行器的内部压力,制作拮抗驱动装置改善执行器作用力的动态特性。结果表明:气/液相变气动肌肉执行器内部产生的压力可以较好地跟踪参考输入信号;与空气驱动方式相比,采用气/液相变驱动时执行器的收缩率呈等值减小趋势;拮抗驱动装置能够改善气/液相变气动肌肉执行器作用力消失过程中的动力学特性。

针对柴油机为动力的静液压传动车辆设计了由两个模糊控制器、一个模糊自适应PI控制器和一个PID控制器组成的复合控制系统,并利用柴油机外特性曲线对柴油机工况进行优化,使柴油机根据静液压系统的功率需求自动进行调速,解决了使用中柴油机过载保护,利用柴油机转速补偿车速和静液压传动系统的时变非线性控制等问题.仿真与试验证明:该复合控制方式提高了以柴油机为动力的静液压传动车辆控制特性和系统匹配性能.