取梯形流道灌水器的6个关键参数为因素，采用均匀设计试验方法设计出18组灌水器结构，利用光固化成形技术快速制作出各参数组合的灌水器试验样件并进行水力性能测试。分别对流量系数和流态指数进行回归分析，结果表明流量系数与6个参数之间表现为幂函数关系，流态指数主要体现为6个参数之间的二次函数关系。通过另外设计4组灌水器结构并利用其实测数据对两回归模型进行验证，结果表明此模型能很好预测流量与压力之间的关系，研究结果为此类灌水器流量的定量设计提供了经验公式。

在纳米压印光刻中，为了减小模具与晶片的平行度误差，将精对正光栅标记的相对误差校正到半栅距范围之内，并建立了点光源映射的数学模型，对模具空间位姿的投影进行图像识别．在算法设计的基础上，建立了纳米压印光刻系统中的粗对正系统及其控制流程，通过仿真计算，可以将模型的转角计算精度控制在10^-6 rad以下，位置偏移量计算精度控制在1nm以下，所建立的粗对正系统的检测精度可达到1μm以下，因此满足了压印光刻中下一步精对正系统的要求．

针对分步压印光刻工艺超高精度的对准要求,论述了一套由光栅、驱动器及激光干涉仪构成的闭环超高精度自对准定位系统.为了消除外界干扰引起的激光干涉仪误差对整个系统精度的影响,系统采用粗精两组光栅和相应两组光强传感器来实现工作台三维位置度的检测. 驱动环节采用宏微两级,相对于粗精两组光栅检测进行驱动,实现了分步式压印光刻的多点定位找准和多层压印的对准要求.为了提高在驱动过程中的定位精度和抗干扰能力,系统采用了精确模型匹配(EMM)算法,最终实现了在压印光刻工艺中,步进精度小于10 nm、多层压印重复对准精度小于20 nm的超高定位精度要求,使系统的整体定位找准精度控制在8 nm以内.

针对双CCD三维角测量系统的调心问题，提出一种利用单CCD辅以可控机械回转臂实现光切360°三维轮廓测量的新方案，给出了测量原理及系统结构，并详细介绍了映射函数法标定系统的原理及其具体实现。实物测量结果表明，该方法除具有双CCD光切测量系统的全部优点外，测量系统可实现自动定心，后序数据融合简单，测量精度高，系统造价较低。

针对目前微电子机械系统(MEMS)制造中存在的三维加工能力不足的问题,将压印光刻技术和分层制造原理相结合,研究了三维MEMS制造的新工艺.采用视频图像原理构建了多层压印的对正系统,对正精度达到2 μm.通过降低黏度和固化收缩率,兼顾弹性和固化速度,开发了适用于微压印工艺的高分辨率抗蚀剂材料,并进行了匀胶、压印和脱模工艺的优化实验.通过原子力显微镜对压印结果进行了分析,分析结果表明,图形从模具到抗蚀剂的转移误差小于8%,具有制作复杂微结构的能力,同时也为MEMS的制作提供了一种高效低成本的新方法.

应用三维CAD软件设计支架和相应的模具结构,通过光固化快速成形技术制造出树脂模具,并在模具中填充磷酸钙(CPC)生物材料,然后通过热分解方法去掉树脂模具,得到具有可控微管道结构的骨组织工程支架.该方法克服了传统构造方法中支架内部微管道结构不可控的缺点,为制造出更有利于细胞/组织长入和成活的支架三维空间结构提供了一个更理想的方案.INSTRON Microtester试验设备上测得支架的最大抗压强度为7.12MPa;测得其表面粗糙度Ra=2.16μm.扫描电镜观察支架表面微结构特征,能谱分析测出支架中所含钙元素和磷元素的摩尔比是1.591.结果表明所构造的支架具有良好的生物学特性.

针对数控机床在高速加工中,各进给轴的进给速度和进给加速度高、跟随误差难以控制、零件加工精度无法保证的问题,提出一种模态滤波器与零相差跟踪控制器的综合控制策略。首先通过零极点对消的原理,得到设置在速度环内的模态滤波器,对滚珠丝杠进给系统的一阶和二阶扭转振动模态进行抵消,消除这两阶模态对伺服带宽的限制以继续提高伺服带宽;然后通过对整个伺服进给系统的传递函数近似取逆,得到设置在位置环之前的零相差跟踪控制器,改善伺服进给系统的相位滞后,最终实现数控机床高速高加速进给下的跟随误差控制。仿真结果表明,当进给速度为30 m/min、加速度为10 m/s^2时,与传统的PID控制策略相比,所提出的综合控制策略将跟随误差降低到原来的0.1%以下。