针对在粗光栅软件细分中的信号误差影响细分数的问题，提出了按细分的主要误差来源分类进行数字滤波和补偿的全数字化处理法。以达到粗光栅高精度测量的要求。首先对光栅测量信号进行有针对性的数字滤波，使其波形接近于理想状态。然后根据误差来源进行数字补偿，通过对软件数字细分原理的分析，推导出了原始信号不正交、幅值不等、谐波失真等误差影响细分结果的表达式，并提出了与此相对应的数字补偿方法。最后用软件细分法对测量信号进行高倍数数字细分。滤波前后波形信号的仿真比较结果验证了基于严格线性相位的FIR数字带通滤波器可以有效地屏蔽光栅信号频谱中的高低频干扰和噪声。研究结果表明，在粗光栅满足一定质量的前提下，利用全数字化处理法能够满足500细分的精度要求。

参考各种类型挖掘机的尺寸参数,对斗容为1.7 m^3的挖掘机斗杆进行了设计,确定斗杆的各项尺寸参数。选择斗杆可能承受的最大载荷,即最危险工况作为计算工况,利用理论公式计算出斗杆每个铰接点的受力情况,然后在Solid Works软件中对挖掘机斗杆进行三维建模,并利用Workbench软件进行有限元强度分析,得到斗杆的应力和应变云图,验证了设计的斗杆能满足静强度要求。

通过对特厚煤层综采工作面及巷道围岩控制理论的研究,设计了一种8.8 m液压支架。支架采用特制的高强轻质钢板,同等强度下较传统用材支架质量减轻25%以上,方便井下运输、安装及搬迁。采用人工智能技术使综采面用人减少55%以上,大大减轻工人的劳动强度,同时提高了综采工作面的安全性,对于提高煤炭开采效率具有重要意义。

针对液压挖掘机设计过程需要大量知识支撑的特点及挖掘机几何尺寸设计结果不优、设计效率较低等问题,提出了面向液压挖掘机优化设计过程的知识库构建方法。通过分析液压挖掘机设计过程中相关知识的作用,设计了基于面向对象的液压挖掘机相关知识的表达存储方法,确定了知识库知识的检索以及结构设计计算的实现方法,并引入NSGAII多目标优化算法及灰色关联度分析法对计算结果进行优化。然后利用.NET平台的相关技术在此基础上开发了针对液压挖掘机优化设计过程的专题知识库原型系统,实现辅助设计人员进行液压挖掘机的设计计算优化以及知识的检索、表达、管理。最后以液压挖掘机工作装置的设计实例验证了系统的有效性。

为了使设计和制作的夹心式压电超声换能器的谐振频率和工作频率趋于一致,运用Solid Works与Workbench软件实现换能器建模与仿真的同步协同,对不同后端盖尺寸的换能器进行模态分析。结果表明,随着后端盖尺寸的变化,换能器的谐振频率随之变化。在设计和制作的换能器的谐振频率与工作频率不一致时,可以通过改变后端盖的尺寸使换能器的谐振频率和工作频率趋于一致。