望远镜系统自动调焦功能的实现是摄像经纬仪对目标方位自动精密测量的首要条件。本文针对小视场、恶劣环境以及响应时间短的特定要求，提出了一种基于距离函数的自动调焦方法，根据被测目标的物距通过调用距离函数解算出相应的调焦距离，进而产生位置信号驱动直线步进电机使调焦透镜发生移动，达到调焦的目的。分析表明该方法具有精度高、响应速度快以及环境适应性强等优点，能够满足经纬仪全自动精密测量的实际需要。

为进一步提高调平对心的效率和精度,对基于调平对心误差补偿的自动调平对心的原理与系统实现进行研究。应用坐标变换方法,分析经纬仪水平倾斜误差造成的对心偏差,推导出补偿公式,设计研究自动调平对心系统的补偿原理和结构,并通过实验分析调平对心误差对测角的影响。实验结果表明,误差补偿后的经纬仪对心精度可达0.04 mm,更好地提高经纬仪调平对心的精度,减少操作人员的主管因素产生的误差,缩短设备展开和测量时间。

针对气缸可靠性研究中剩余寿命预测方面的问题,提出了一种基于退化路径的气缸剩余寿命在线预测方法。在建立了基于维纳过程的气缸退化模型基础上,推导了退化路径决定下的气缸剩余寿命的概率密度函数解析表达式,提出了一种融合Bayes估计和期望最大化算法的参数在线估计方法,实现了气缸剩余寿命在线预测,并通过气缸性能退化实验数据验证了方法的有效性。通过与同类方法对比结果表明,在小样本情况下,所提方法能更准确地预测气缸剩余寿命且预测的不确定性更低。

振动信号是机械设备故障诊断的重要信息来源。为克服传统检测方法需对系统进行拆卸的问题,创新性地利用光纤光栅传感方法对液压泵进行非介入式振动测量,充分发挥光纤传感的抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、稳定性好、测量敏感度高等优点。对光纤光栅振动传感原作了分析,设计、仿真分析了双等强度悬臂梁式光纤Bragg光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)振动传感器,在此基础上利用光纤光栅解调系统和振动试验台对传感器的性能进行实验验证,得到该传感器灵敏度为0.024 nm/(m·s-2),固有频率为185 Hz,并且线性度较好;对轴向柱塞泵模态分析,优化布置传感采样点,实际测量泵的振动信号。研究结果可为液压泵非介入式状态监测和故障诊断提供可靠数据支持。

电静液作动器(EHA)广泛用于飞机和机器人系统,其应用正在逐步向大型机械设备发展。本文提出了一种在活塞侧连接一个蓄能器的新型EHA结构,该结构用于在空载情况下实现快速启动。此外,当外部负载突然施加或改变时,为了使蓄能器以最佳状态吸收系统压力和流量的脉动,提出了一种新的参数自适应控制方法(PACM)。建立了EHA和PACM的数学模型,并证明了所提出的结构和PACM的可行性和有效性。仿真结果表明,传统液压结构的EHA启动时间为62.8 s,而我们提出的配备蓄能器的EHA的启动时间为2.1 s,这使EHA的启动时间缩短了96.6%。当施加5000N的外部负载时,采用PACM可以使压力脉动降低31%,并且流量曲线过度平滑,可以根据特定的工作条件方便地调整PACM参数。

新型圆弧齿轮泵有效地解决了传统齿轮泵存在的困油和流量脉动问题,然而,齿轮泵加工过程与装配安装相关的中心距误差对圆弧齿轮泵出口流量脉动特性有重要影响。推导了圆弧齿轮齿廓方程,并建立了圆弧齿轮泵内部齿腔压力模型,齿腔容积模型及流量脉动模型。在不同中心距误差下,分别在轻负荷工况(600 r/min, 2 MPa)和中等负荷工况下(1480 r/min, 8 MPa)进行流量脉动仿真。结果表明:当中心距误差在0.01 mm以内时,圆弧齿轮泵的出口流量逐渐增大,具有良好的动态

针对液压系统故障原因隐蔽、维修决策困难的问题,引入并改进了传统的逼近理想值排序 （TOPSIS）法.通过提出绝对理想解概念,使 TOPSIS法具有强保序性,消除了影响决策的逆序问题;利用马 氏距离代替欧氏距离,克服了量纲不同对距离计算的影响,同时降低了对指标数据的要求,提高了决策的可 靠性.最后,将改进后的TOPSIS法应用于汽车起重机支腿液压回路的维修决策,并与改进前的方法对比,验 证了该方法在液压系统维修决策中的有效性.

针对典型的汽车起重机支腿液压回路,通过对工作原理及故障机理的分析,建立了T-S模糊故障树模型,定量计算了中度故障和严重故障时的系统故障率。结果表明：回路发生中度故障的可能性与各液压元件发生故障的可能性处于同一个数量级,发生严重故障的可能性要比各液压元件出现严重故障的可能性高出一到两个数量级。该结果与支腿液压回路的实际故障情况一致,验证了方法的有效性。

针对典型的液压系统回路,建立在故障预测基础上的主动预防性维修,可以使得维修保障措施针对性强、维修效果好。从这种视情维修的视角,以实际需求为牵引建立的基于剩余寿命预测的维修策略,在工业、国防、航空等领域有着广泛应用前景,这既能够提高装备安全性、战备完好性,又能够降低维修保障费用。对传统预防性维修决策模型进行推广,建立了退化数据驱动的预防性维修决策模型;建立了基于退化数据的剩余寿命在线预测模型,实现了依据退化数据求解剩余寿命分布;设计了起竖油缸的加速退化试验并获取了其性能退化数据,通过所建预防性维修决策模型制订了起竖回路的预防性维修方案。