以有限元分析软件ANSYS为主要工作平台,建立了液压油缸模型。根据实际工况对其约束与载荷作了有效处理,并对其强度进行了有限元分析,得到油缸缸体位移与应力分布规律。改良前油缸在测试过程中,因油压高致使油缸容易内漏,借助于有限元分析结果,对油缸缸体增加壁厚,缩短缸体长度。改良后的液压油缸在ANSYS分析中,内壁应力减小,在工程测试中,无油缸内漏现象发生。

针对目前气动人工肌肉数学模型建模过程较为复杂的问题，提出一种气动人工肌肉的实验模型辨识方法。以气动人工肌肉-质量系统为实验对象，对其输入气压与气动肌肉收缩量之间的关系模型进行实验辨识研究。采用欠阻尼二阶系统来描述气动人工肌肉充气与排气过程的动态响应．并利用实验数据对模型参数进行辨识。最后基于辨识得到的模型进行气动人工肌肉的位置控制，实验结果验证了模型的有效性。

气动肌肉的理论模型是其控制器设计的基础。为了得到较完整的气动肌肉的理论模型,作者在Chou理想模型的基础上,综合考虑影响气动肌肉特性的主要因素,推导了气动肌肉收缩力-位移-气压三者之间的解析表达式,建立了相对简单而又较为完整的气动肌肉的改进静态数学模型。在此基础上,利用神经网络控制器的自适应与鲁棒性等优点,设计了一种针对气动肌肉驱动关节的神经网络PID串级控制器,该串级控制器采用内环气压控制器与外环位置控制器分别对气压与位置进行闭环控制,实验结果验证了该控制器的有效性。