研究了蛇板系统的动力学建模与运动规划问题,提出一种遗传算法与Gauss伪谱法相结合的混合优化策略.首先,基于微分几何中的Riemann（黎曼）流形与仿射映射理论,建立蛇板系统在其构型流形上的Euler-Lagrange（欧拉-拉格朗日）方程.蛇板的构型空间对应流形空间,速度空间对应流形切空间,力矩空间对应流形余切空间,惯量矩阵提供了流形空间上的一个Riemann度量.构造适当的基底描述蛇板系统的许可速度,可以使蛇板系统的运动方程得到简化.然后,利用Gauss伪谱法将蛇板系统运动规划问题离散为非线性规划问题,利用序列二次规划算法求解蛇板系统的运动轨迹与最优控制输入,其中,Gauss伪谱法的初值通过遗传算法得到.最后,通过数值仿真,蛇板系统的运动轨迹与实际情况吻合,最优控制输入也能很好地满足约束条件,验证了该混合优化策略的有效性.

为了提高装备电控液压助力转向系统（E-ECHPS）的车辆高速紧急转向稳定性,提出了基于微分几何的线性参考模型反馈跟踪控制策略;建立了包括整车动力学模型、轮胎模型、转向系统模型和ESC模型的非线性动力学模型,通过整车试验和台架试验验证了模型的正确性;推导了系统的仿射非线性状态方程,考虑到轮胎、液压系统和ESC的非线性,运用微分几何理论对系统进行精确线性化得到输入输出伪线性系统;建立了包含转向系统的线性参考模型,为了实现对线性参考模型理想状态的跟踪,构造了反馈跟踪控制器;以方向盘转矩为输入进行了有控制和无控制下的阶跃转向仿真和单移线仿真,结果表明：施加反馈跟踪控制可以显著提高车辆在高速紧急转向工况下的操纵稳定性,为E-ECHPS系统的控制策略设计提供了理论依据。

针对先进歼击机功率电传作动系统舵面控制的需求,提出了一种具有电气-液压复合调节容积式舵机的结构方案,并讨论了这种舵机的操纵状态和工作特性.在此基础上,推导了描述舵机动态特性的非线性状态方程.然后,采用非线性系统的几何控制理论,证明了系统满足精确线性化的条件,并给出了基于时间-误差性能指标(ITAE)最小的最优控制律,成功地解决了复合舵机控制系统存在的交联问题和相乘非线性问题.所提出的控制方法奠定了电气-液压复合舵机非线性控制理论的基础.