为解决搬运机器人无法在复杂光环境下实现精准循迹等问题，提出适用于智能搬运机器人的融合多光学传感和变积分PID方法。将短波长激光器与多路灰度传感器相结合，实时采样循迹轨迹并应用滑动平均滤波算法预处理其采集信息，计算数据与平衡状态的偏差，再对其加权累加融合后作为变积分PID算法的输入量，收敛距离可缩短至10 cm以内。在此基础上，在搬运机器人本体增加抓取物块结构，以拓展搬运机器人作业的灵活性和适用性，采用4自由度机械臂、气泵和载物台组成灵活抓取结构。实验结果表明，在室内光线和室外自然光环境下，该算法可在3 min内实现二维码识别、稳定循迹和物块搬运等功能，且机器人的任务准确率均为100%。变积分PID算法能够增强搬运机器人循迹的实时反馈，加快对循迹误差的响应能力，提高了搬运机器人循迹的稳定性和环境适应性。

为了满足惯性传感器地面弱力测量系统的超高温度稳定性要求，对整个系统进行了热设计。首先，介绍了惯性传感器地面弱力测量系统的结构、敏感结构传热路径和内部热源。其次，根据系统热控指标要求，提出了采用三级热控结构和比例积分微分(PID)控制算法相结合的高精度热控方式，减少温度噪声对惯性传感器探测灵敏度的影响。然后，采用UG/NX软件建立有限元模型，并进行了不同工况条件下的热分析计算，得到了惯性传感器地面弱力测量系统在时域上达到平衡后的温度变化值为(1.2~1.6) ×10⁻⁵ K。最后，将惯性传感器地面弱力测量系统在时域上的温度分布在频域上进行描述，得到惯性传感器敏感结构的温度稳定性结果。分析结果表明，在当前热控措施下，惯性传感器敏感结构的温度稳定性均优于10⁻⁴ K/Hz^1/2，满足热控指标需求，热设计方案合理可行。

随着电机在工业中的应用越来越广泛，作为电机最重要的参数——电机转速的测量与控制就显得尤为重要。为便于学生开展测控系统实验，设计了基于NI ELVIS实验平台和LabVIEW软件的直流电机转速检测与控制系统。转速检测分别选择光电传感器和霍尔传感器作为采集传感器，再通过NI ELVIS实验平台把信号传输给上位机，编写上位机采集程序及测控界面，从而在上位机前面板显示检测结果。转速控制方式选择PID控制，使用LabVIEW软件编写PID控制程序，通过PID控制调节输出电压改变电机转速。该系统简单灵活、调试方便、可扩展性强，使学生对测控系统架构的掌握更具体更深入，也为日后的项目开发打下坚实的基础。

作为红外标准光源，要求30 ℃～420 ℃黑体能快速升温到设定温度点，并保持温度稳定。针对其升降温功率差别大、滞后大等特点，用开关控制冲击响应自整定方法，得到黑体温升超调量、最大升降温速率等参数，采用复合智能温控策略，实现了30 ℃～420 ℃黑体温升前期快，接近设置温度时改以渐进方式达到并稳定在设定温度点。实验结果表明，实现了30 ℃～420 ℃黑体无超调地到达设定温度点，且稳定性为±0.03 ℃/min，该指标达到了国际同类产品水平。