针对复杂系统的优化设计问题，提出了面向非层级复杂系统的多学科目标兼容优化设计方法，对其基本思路、原理进行阐述。通过在系统级中建立兼容约束和在子系统中构造兼容目标，使各子系统在独立优化设计的同时满足各系统之间的耦合关系，并使系统得到总体的最优解。并将此算法应用于梳齿式微加速度计的设计中，验证了此方法的可行性。

粘附是影响微机电系统（MEMS）可靠性的重要因素之一。针对MEMS的典型产品一微加速度计的粘附问题进行了研究，给出了2种典型的微加速度计的表征粘附特性的剥离数的表达式，并分析了将粘附条件应用于微加速度计的多学科设计优化之中，分析了其对系统结构设计产生的影响。

原子力显微镜测定的力曲线需转化为力位移曲线来应用。力位移曲线是以任意点为零点的，当研究粘附或者分子模型对比时，需要知道针尖样品阍的作用力或确切的零点位置，这时需将其转化为力一距离曲线。本文首先从力曲线的测定原理得出了典型的力曲线，之后从理论上分析了力曲线、力位移曲线和力一距离曲线阍的转化，从中得出了转化过程中需要的两个重要参量：灵敏度和零距离，并提出了确定方法。最后，利用MATLAB实现了曲线的自动转化。

给出了多学科层级优化算法模型，对梳齿式微加速度计的结构参数进行了优化设计，对优化前后的梳齿式微加速度计进行了有限元仿真分析。优化设计结果表明，微加速度计的工作性能有明显提高．有限元仿真分析结果验证了多学科层级设计优化方法的有效性。

针对纵向振动摆动辗压工艺的动作要求，设计了1套电液伺服系统，并在PLC上的实现了PID控制。为验证设计系统的实用性，在自行研制振动摆动辗压机上进行了不同加工条件下的实验测试。实验结果表明此系统能较好地改善中小型回转体零件振动摆动辗压成形质量。