气动人工肌肉是一种新型的柔顺性驱动器,但由于采用硅胶等非线性材料而存在明显的迟滞现象,并且其滞环参数随着负载的不同而变化。本文基于广义Prandtl-Ishlinskii迟滞模型,引入气动肌肉的负载参数,建立了计及动态负载的迟滞模型Load-dependent generalized Prandtl-Ishlinskii(LGPI)。在0~100N的负载范围内进行实验,验证了该模型能较好地描述气动肌肉在动态负载作用下的不对称迟滞特性,其滞环回路位置误差最大不超过1mm。将LGPI模型的逆作为PID控制的前馈环节,以控制气动肌肉驱动的机械单指灵巧手手指,在不同负载下进行角度跟踪实验。与无前馈的PID控制实验结果对比分析表明,增加基于LGPI模型的前馈环节能提高控制系统的响应速度和控制精度。

工业生产过程中气动调节阀安装于生产现场,所处环境往往比较恶劣,零部件众多且机械动作频繁,易发生各种故障。针对气室漏气这类常见故障其信号具有非周期、非平稳的特点,提出一种基于小波分析的在线故障诊断方法,并研究在工艺参数闭环控制系统工作环境下该方法的有效性及对工况的普适性。仿真和实体阀实验表明,选取阀位响应信号作为特征信号,采用Db3小波基对特征信号进行6层分解,得到d6特征细节参数,可实现对故障发生时间点的准确检测,并可对故障的严重程度进行分级。

文章讨论我国低压电器品种、规格及性能方面存在的难以满足实际工程技术要求的若干问题、并提出进行改进与开发的建议。

密封圈的缺陷区域过小、缺陷特征与背景相似度较高和密封圈上杂质过多,导致密封圈表面缺陷检测难度很大。对此,本文提出一种基于编解码结构的语义分割缺陷检测算法。首先,通过向编码器端的各个卷积模块注入不同尺度的图像特征,以此增加模型的多尺度信息和冗余信息,同时使用膨胀卷积层替换常规卷积层,有效地增加网络的感受野,使得模型不易漏掉小的缺陷;其次,结合注意力机制将编码器的信息与解码器端的信息进行级联,加强模型对目标区域信息的捕获;最后,将解码器端输出的不同尺度信息进行融合,提高网络对小缺陷的分割精度。实验结果表明,本文所提出的方法能够对较小的、边缘不清晰的密封圈缺陷进行有效分割,能够满足密封圈缺陷的检测需求。

为了提高比例多路阀输出流量的稳定性，以负载敏感比例多路阀为研究对象，利用Stribeck模型分析了摩擦颤振补偿机理，采用功率键合图理论搭建了先导阀-主阀数学模型，利用该模型并结合对该模型的仿真获得了颤振信号作用下该阀的稳态特性，最后通过试验研究和功率谱分析验证了颤振信号对比例多路阀流量波动的影响规律。研究结果表明比例多路阀的流量波动程度随颤振信号频率的增大而减小且减小幅度不断降低，随颤振信号振幅的增大而增大且两者近似呈线性关系;波动频率和颤振信号频率保持一致。可适度提高颤振信号的频率或降低其幅值，以提高比例多路阀输出流量稳定性，实现执行机构平稳运行。研究结果为比例多路阀的研究和性能优化提供了参考依据。

针对磁流变液被动力觉驱动器因高度非线性带来的控制难度大的问题，提出了一种简化逆动力学模型。在简单介绍磁流变液力觉驱动器的原理、结构和动力学模型的基础上，分析了驱动器输出力的约束条件，研究了转子转速反馈算法并推导了输出力反馈算法，最后，利用研制的驱动器原型构建了力觉交互实验系统，并应用所提的简化逆动力学模型进行了黏滞性物体的压力释放力跟踪实验、刚体碰撞力觉跟踪实验和阶跃响应实验。实验结果表明，基于简化逆动力学模型的控制算法是正确有效的，能够较好地实现对磁流变液力觉驱动器输出力的控制，促进磁流变液器件在力觉交互技术中得到广泛应用。

针对现有力反馈装置安全性和灵巧性不足的问题，设计了一种适用于手指力反馈的小型三圆盘式磁流变液（MRF）执行器。导出了基于Bingham塑性模型的力矩公式，分析了MRF特性和执行器结构参数对力矩的影响。采用Maxwell软件对执行器进行了有限元分析。执行器的直径为32mm，高度为18mm，重120g，输入电流为1．2A时产生的力矩为260．7N·mm，达到了操作者抓取虚拟物体所需的抓取力。建立了不包含磁滞特性的二次多项式模型和适用于电流随机变化且包含磁滞特性的分段线性模型，当电流变化区间为0～1．2A和1．2～0A时，二次多项式模型的残余标准差分别为8．2N·mm和11．2N·mm，分段线性模型的残余标准差分别为5．9N·mm和6．2N·mm，分段线性模型的精度高。

随着现代工业的发展,水液压技术越来越受到关注。本文参考了近年来国内外水液压技术的研究现状,总结了水液压系统相比于油基系统的优点与不足。首先,分析国内外水液压元件相关的研究现状来说明当前水液压技术发展趋势。之后,列举水液压技术在煤矿工业、海水淡化、高压细水雾、除焦和高压清洗方面的工程应用来说明水液压技术当前的应用前景。此外,本文还列举了一些具有代表性的水液压元件。最后,探讨了水液压技术的发展前景。

为了满足混合动力电动汽车（HEV）制动安全性的要求并使其有效地进行能量回收,在分析比较了不同能量回收制动控制策略的基础上,针对EQ7200HEV-C并联型混合动力汽车的制动系统设计开发了一种全新的综合制动控制策略.该控制策略采用逻辑门限控制逻辑对传统的液压制动力矩进行动态调整,采用模糊控制逻辑对电机施加的能量回收制动力矩进行动态调整,两者的有效结合确保了制动安全下的能量有效回收.仿真及试验结果验证了该控制策略的有效性和稳定性.

多液压驱动单元操作大型物体时的力协调控制是必不可少的。本文针对各种偏重的影响，设计采用了一种非线性规划算法，根据特定的约束条件对驱动单元压力值实时规划。仿真结果表明，该方法不但具有较高的精度而且具有快速收敛的特性。