针对带有迟滞非线性的气动运动模拟平台的轨迹跟踪提出了带有切换扩张状态观测器的自抗扰控制方法。气动运动模拟平台的迟滞非线性特性主要指气动人工肌肉在正向充气反向放气时长度和拉力曲线的差异。针对此特性设计了切换扩张状态观测器来估计和补偿模型非线性,分别对于气动人工肌肉正反向充放气的不同模型采用不同的观测器增益,以提高状态估计效果,减小跟踪误差。进一步,设计了状态误差反馈控制器,得到了基于切换扩张状态观测器的二阶非线性动态系统全局有界稳定的充分条件。最后实验结果证实了所设计的切换扩张状态观测器的实际效果。

介绍了利用气缸排气系统进行真空发生实验的工作原理，研究了气源压力、调速阀有效截面积、喷嘴口径对气缸运动情况及容器内真空度的影响。实验表明：将固定真空系统加到运动系统中，对原系统产生固有影响；真空发生器一定，气源压力和调速阀有效截面积增大到一定值后，继续增大，对产生真空度几乎无影响等。该实验研究对实际气动系统的节能应用具有一定的指导意义。

针对气动人工肌肉驱动单关节机械臂存在严重的非线性问题，提出一种自抗扰控制策略，来改善单关节机械臂的控制效果。对于给出的不精确系统模型，首先利用跟踪微分器安排输入信号的过渡过程，从而有效地解决了系统的快速性和超调之间的矛盾；其次利用扩张状态观测器观估计出系统状态以及系统的非线性和外部扰动，并对其进行补偿；最后设计了带扩张状态补偿的非线性误差反馈控制器来保证系统的闭环响应性能。实验结果表明，该控制方法在气动单关节机械臂关节关节角度控制方面具有良好的控制效果。

针对负载敏感比例多路阀在小开口处流量分辨率低导致的负载窜动的问题,采用理论推导和计算流体动力学方法（CFD）仿真的方法,对主阀阀口过流面积进行了研究,获得了阀口结构对微动特性的影响规律,即减小阀芯小开口处锥角可以减小节流口面积梯度,进而优化微动特性。据此设计了一款新的阀芯,并对新旧阀芯进行实验对比研究。研究结果表明：通过减小主阀小开口处过流面积梯度可以实现流量缓慢平稳变化,提高流量控制精度,增加执行机构启动平稳性,实现比例多路阀微动特性优化。