针对铝带坯铸轧机控制柜内温度过高可能导致元件失效的问题,首先设计控制柜的结构并确定元件布局方案,并通过热场分析对比了3种不同的散热方案。仿真结果表明,采用将大功率元件布置在上方、小功率元件布置在下方的布局方式,并使用抽风机替代鼓风机,可以实现控制柜内风压均匀分布和有效散热,最后将设计的控制柜应用于工业现场,现场实测结果表明,实际温度与仿真温度的相对误差为2%左右,表明元件布局方案与散热方案是合理的,同时该设计方案也为其它控制柜的设计提供了指导。

针对水下探测器推进装置无法转向的运动特性,设计了一种推进力大小和方向均可变的新型矢量推进装置。该推进器由3段筒体连接构成,通过伺服电动机控制筒体的偏转,研究并验证了其偏转特性,并以偏转角度误差为例,设计了模糊-单神经元PID控制器。结果表明,该设计方法可以有效提高控制系统的响应特性和稳定性。

初值问题是影响时域三点法测量机床主轴回转运动误差的主要因素.为此,提出先用频域法确定圆度误差的误差初值,然后用时域三点法测量数控机床主轴运动误差的新方法并实证该方法的正确.

除零件截面的尺寸变化及截面的圆度形状误差外,截面间的相互位置同样是影响零件圆柱度形状误差大小的重要因素,因此可以把截面最小二乘圆心的位置作为圆柱度形状误差重构的基准点.由于随机误差的干扰以及截面最小二乘圆心的回转误差运动不具严格的周期性,导致了截面最小二乘圆心并不在某一确定位置上周期性复现.考虑到截面最小二乘圆心的误差运动仅和回转误差运动中的一阶谐波分量有关,提出了一种新的"二乘心提纯法"以获得重构基准,即利用回转误差运动中通常被忽略的一阶谐波分量进行零件圆柱度形状误差的重构.通过实测验证了该方法的有效性.

分析了多点法直线EST中传感器初始调零误差对直线误差分离结果的影响,指出不同方法的影响规律不同时域三点法中调零误差使直线形状误差按抛物线规律呈非线性增大,对直线误差评定产生很大影响;时域二点法中调零误差使直线形状误差线性增大,但对评定无影响;频域三点法的直线误差则不受调零误差的影响.提出了通过构造软基准来确定调零误差的两种方法时域频域结合法和对称反转配置法,可以克服常规方法的局限性.

现代检测与补偿技术越来越要求测量的高精度和实时性,通过直接获取运动误差以避免误差残留的二次相移三点法,为运动误差的在线高精度检测提供了一条有效途径.通过对3个传感器的测量数据按照二次相移原则进行数据重组,在数据处理的首次操作时消除直线形状误差的影响,从而在反滤波基础上可以先行分离出直行运动误差的平移分量和转动分量.利用权函数对比分析,证明了二次相移三点法与先行分离形状误差的直线频域三点法在本质上的同源性和统一性.实验结果表明,该方法可以较好地分离出直行运动误差和直线形状误差.

提出了一种新的时域乱序四点法直线误差分离技术，它通过对4个特定布置传感器的输出数据进行冗余组合和乱序递推，能快速精确地分离出工件的直线形状误差和工作台的直行误差运动，该方法既避免了频域三点法中必须经过正反两次Fourier变换从而使计算时间相对较长的问题，又有利于在线检测与补偿加工；同时，既克服了时域逐次三点法传感器之间的间距必须等于采样间隔的限制，又可以获得更为密集的采集数据，达到更高的分离精度。

数控机床加工工件时,在切削力的作用下,实时测量机床主轴的径向运动误差,并采用小波变换算法去除加工时存在的噪声.同时,从谐波抑制特性和总体频域特性两个方面讨论了测量系统频域特征.

分析了采用角位移三点法和线位移三点法测量工件圆度误差时,两种方法权函数的频域特性:谐波抑制特性、测量系统权函数总体特性和对噪声的敏感特性.结果表明,角位移三点法存在0阶、1阶谐波抑制,且该测量系统的权函数有高通特性,这些特性不利于提高属于低频信号范围的圆度误差的测量精度,但有助于抑制测量噪声对圆度误差分离精度的影响.

分析了经典频域三点法测量直行部件运动误差时所存在的谐波抑制,直线度误差的非周期性、非封闭性以及端点不连续而引起的高阶谐波分量失真等方法误差.为了减少上述方法误差,提出了一种新的时域两点法误差分离技术.首先对传感器拾取的数据做对称延拓,这样可以减小由于所采信号的非封闭性所引起的高阶谐波失真.利用频域三点法得到时域两点法所需要的叠代初值.采用现代控制理论研究了谐波抑制的产生机理.通过合理地配置传感器的安装位置可以优化测量系统的传递特性,减少谐波抑制的发生.该方法既可以得到机床直行部件的运动误差,又可以得到在该机床上加工零件的直线度形状误差,这些测量信息都有助于诊断机床的误差源.通过试验验证了该方法的有效性和精确性.