针对电力变压器低频噪声问题,探讨有源噪声控制的设计方法,提出基于参数化线性滤波器优化的有源噪声前馈控制算法,同时给出了信号检测传感器的布放方案,并通过误差传感器展示噪声消除的效果.该有源噪声控制器能实现电力系统设备的噪声自动检测,并根据设备噪声的具体情况实施控制以达到降噪的目的.以220kV电力变压器有源噪声控制为例,实验结果证明,利用有源噪声控制技术实现对电力系统设备低频噪声的控制是一种有效的途径.

针对电力系统设备噪声问题，探讨有源噪声控制的设计方法，提出基于广义有限脉冲响应（finiteimpulseresponse，FIR）滤波器优化的有源噪声前馈控制算法，同时给出了信号检测传感器的布放方案，并通过误差传感器评价噪声控制的效果。采集了2组电力设备的噪声作为初级声源，并进行有源降噪的仿真，仿真结果显示，频率为50、100和200Hz的低频噪声成分被降低了12-18dB，可见，利用有源噪声控制技术实现电力系统设备低频噪声的控制是一种有效的途径。

为了降低跟踪架的重量，提升跟踪架支撑结构的支撑刚度，对某红经纬仪跟踪架的承载部件进行了拓扑优化设计，并对跟踪架结构的力学性能进行了仿真分析。建立基于变密度法的拓扑优化理论模型，并采用Comsol软件script接口二次幵发实现跟踪架关键支撑结构件的最优拓扑构型设计。基于最优拓扑构型建立跟踪架关键支撑零件的详细模型，对其力学性能进行有限元仿真，并与初始结构的力学性能进行对比分析。结果表明:通过对跟踪架关键零件进行拓扑优化设计，可以实现跟踪架的大幅轻量化，同时提升跟踪架的力学性能，使得经纬仪的跟踪精度和指向精度满足使用要求。

为了实现微量液体的快速均匀混合,设计了一种PDMS双层结构的新型微混合器。研究了混合器的制作方法以及几何尺寸和Re数对混合的影响。依据Fick第一定律介绍了主辅通道型微混合器的设计原理;采用有限元方法对不同几何尺寸及Re数下混合器中液体的速度流场及浓度场进行了数值模拟;数值分析显示,随着主辅通道出口宽度比的减小,通道长度的增加和雷诺数的减小,混合器的混合率增加。最后,依据仿真结果制作了主辅通道深度比为0.71,出口宽度比为1,通道长度为9mm的微混合器并进行了去离子水和红墨水的混合实验。实验结果表明：当Re〈5时,设计的混合器能实现液体的快速混合,并且混合率随着Re的减小而增大,基本满足低Re数下微量液体快速均匀混合的要求。

针对传统磁吸附攀爬机器人攀附力较小、带载能力差的问题,研究高攀附力/自重比磁吸附履带式攀附机构的设计与制造方法。提出一种新型磁吸附履带结构设计方案,研制攀附机构样机并进行性能测试研究。基于ANSYS有限元分析,对比分析4种Halbach磁铁阵列单元的最佳组合模式,实现了轻量化设计的攀附机构,有效提高了磁铁阵列单元的吸附力与自重比。为了实现磁铁阵列在攀爬机器人系统中的应用,融合链条传动和同步带传动方式,设计一种履带式攀附机构,并将它用于磁吸附攀爬机器人系统,完成了垂直攀爬和倒置攀爬运动,最大吸附力/自重比可达2.54。

螺栓连接结构的受迫振动通常存在非线性谐振效应,这会影响基于线性近似的悬臂梁结构特征频率优化结果的可信度,因此必须对其谐振效应加以抑制。分析非线性来源可知螺栓连接面的碰撞等因素导致了非线性,提出在螺栓连接结合面添加弹性胶层的方法来弱化由于螺栓接触状态的周期变化导致的谐振效应,实验结果表明胶层的添加可以明显减弱螺栓固定结构非线性谐振。在此试验结果的基础上,利用拓扑优化方法,以应变能极小为目标对胶接层分布进行优化设计,仿真结果表明优化后的胶层分布可有效的抑制谐振响应。