在2009年度国家科学技术奖励大会上，“冷带轧机高精度冷带轧机高精度液压厚度自动控制（液压AGC）系统关键技术及应用”项目一举获得国家科技进步奖二等奖。荣誉的背后，是燕山大学教授王益群与其科研团队数十年来为创建我国自有板带轧机厚度自动控制技术而进行的锲而不舍的努力。

采用双压电晶片振子为移动机构的驱动源,提出可以实现二维平面移动的新型压电驱动机构.分析了压电驱动机构的工作特点,探讨了实现驱动运动的工作机理.指出该机构是通过控制机构驱动'足'产生的驱动力和接触面之间的摩擦力之差实现机构的定向运动的.设计研制了新型二维压电移动机构的载物工作台实验装置,并进行了实验研究.实验证明该装置可以实现沿规定方向的运动,并可以通过电路设计进行控制,且具有一定的承载能力.

针对当前安栓力学试验机所能完成的试验种类单一、自动化程度低等问题，提出一种以ATmega128单片机为核心控制器的安检力学试验机的设计。详细阐述了该安检力学试验机各个组成部分的设计原理和方案，并且给出了各部分的软件设计思想和操作流程。经过大量测试试验表明：设计的安检力学试验机可以完成多达十余种的力学安检试验，完全符合相关国家标准，并且具有数据采集精度高、传输速度快、操作安全简便等特点，实现了安栓设备的多功能化、数字化和自动化。

超微弱光测量仪暗室的设计有严格的要求，本系统一改过去暗室机械铸件的粗糙、操作缓慢和不准确的缺点，采用了微机自动控制技术支配电机正向、反向运动和电机带动暗室相应的机械部件的方法，并运用了数字化显示，作到了使用方便、密闭性好、走位准确而且可靠高。

通过对力觉临场感主从机械手分析 ,借鉴电随动主从随动控制系统的研究方法 ,结合液压主从操纵机器人的特殊性 ,综合考虑了对称型和力直接反馈型双向伺服控制系统的特点 ,提出了力位置综合型双向伺服控制算法 ,以位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量 ,以从端受力形成力反馈控制量的增益。

为实现液压弹射,提出一种液压动力系统技术方案,主要由高速液压缸、活塞式蓄能器、主阀和伺服阀组成。设计了新型液压缸缓冲结构,以避免液压缸活塞运动行程末端产生强烈的撞击与振动。论述了系统工作原理和设计方法,建立了系统的数学模型,采用数字仿真的方法对弹射和缓冲过程的特性进行了理论研究,并与实验数据对比且基本吻合,结果表明：动力系统能够在70 ms时间内使液压缸活塞运动速度达到7 m/s,在12 mm液压缸活塞缓冲行程内达到95%的缓冲效率。

基于动铁式电-机械转换器的能量转换关系分析,提出一种线性力马达低功耗设计方案,并通过该方案研制了一种低功耗耐高压双向线性力马达。基于建立的数学模型,利用有限元方法对影响线性力马达行程力特性的主要结构参数进行了仿真,表明在同等输出能力下,减小轴向非工作气隙的同时引入径向工作气隙,可提高线性力马达的能量转换效率,使稳态功耗降低36%.实验与仿真结果吻合,在行程范围±1 mm内非线性误差小于1.5%,最大输出力为±100 N时稳态功耗仅为7 W.

传统的结构疲劳强度试验系统中,电液激振器受电液伺服阀频响特性的限制,激振频率在一定程度上难以提高,为此设计了一种新型的试验系统。采用2D阀控液压缸组成电液激振器的方案来提高激振频率,包括2D高频激振阀、液压缸和偏置控制伺服阀。在2D阀中,阀芯的旋转运动和轴向滑动对激振频率和幅值实现独立控制,激振频率主要由阀芯的转速决定,易于通过提高阀芯转速来实现高频激振,进而提高疲劳强度试验系统的激振频率。文章对上述方案进行了理论分析和实验验证。结果表明：仿真曲线与实验结果基本吻合,系统能在5~200 Hz范围内对试验对象进行同步加载试验,其频率、幅值连续可控。该系统已在实际中得到应用。

设计了一种新型直动式压电电液伺服阀。该阀采用压电叠堆执行器作为电-机械转换器提高了电液伺服阀的性能。并针对压电叠堆执行器固有的迟滞和蠕变非线性使得压电型电液伺服系统的输出精度降低传统的控制方法难以得到很好的控制效果的问题。提出了基于动态Preisach模型的前馈控制和PID反馈控制的一种复合控制方法。实验结果表明该方法能有效改善新型直动式压电电液伺服阀的输出精度。

为保证水下拖曳系统快速安全地释放回收拖体，设计了一种采用开式容积式调速回路的拖体收放电液比例系统，满足了水下拖曳系统独立收放拖体和同步收放拖体这两种工况的要求。建立了同步收放拖体即拖缆卷筒和收放架同步工作时电液比例系统的数学模型，提出了基于结构不变性原理的同步控制策略，补偿拖缆卷筒液压马达因速度变化引起的拖缆张力波动，保证了拖体同步收放的顺利进行。实验表明，所设计的拖体收放电液比例系统性能优异，同步控制策略具有较好的控制性能。