以赣深高铁一级风险隧道——伯公坳1号隧道为背景，研究新建隧道爆破施工时，近接既有隧道衬砌结构的动力响应。采用Ansys/Lsdyna有限元软件建立试验段数值模型，将现场实测振速与模型计算振速作对比，反演围岩介质参数，验证了数值模拟的可靠性。以试验段参数为基础，进一步构建了两隧道交叉段的数值模型，由此分析交叉段既有隧道衬砌结构的振动衰减规律，提出交叉点处最不利工况的减振措施。研究结果表明：既有隧道拱顶振速最大，底板振速最小; 交叉点前后方30 m范围内，拱顶振速约为迎爆侧边墙振速的2.0～2.3倍，1.6 cm/s的控制振速是针对既有隧道全断面而言的，因此其边墙部位的监测预警值应取为0.8 cm/s; 掏槽孔反向起爆时，大部分的爆炸能量向未开挖区域传递，所以既有隧道对应于新建隧道已开挖区域的振速衰减速率比未开挖区域的要大; 试验段的爆破方案不再适用于交叉影响段，在将进尺缩短至1.0 m，掏槽孔药量减小至9.86 kg后，能够在兼顾工效和爆破影响的前提下，将既有隧道二衬振速控制在安全标准以内。

针对中型无人直升机活塞发动机的恒定转速控制难题, 设计一种带前馈补偿的模糊自抗扰控制(ADRC)方法。通过引入旋翼负载特性对发动机进行数学建模, 将总距操纵、前飞速度作为已知扰动进行前馈补偿, 设计模糊PID控制器适应活塞发动机复杂做功过程的非线性特性, 将旋翼气动力变化以及风扰作为未知扰动, 设计扩张状态观测器(ESO)对扰动进行在线估计与反馈补偿。通过数值仿真验证了控制方法可以有效地提高发动机转速控制的抗干扰能力与控制精度。并进行了发动机地面开车和飞行试验, 结果表明, 在飞行试验过程中, 无人直升机的旋翼转速控制误差小于5.0 r/min, 动态跟踪性能得到显著提升。

针对无人机飞行过程中遭遇突发障碍物的规避问题,提出一种改进人工势场(APF)的无人机通用避障机动策略。在障碍规避过程中利用避障机动角设计障碍物斥力系数并加入速度控制项共同改进传统的人工势场;相较于传统设置目标点的无人机避障方法,以虚拟子机的形式实时对无人机施加状态回归力,保证无人机能较快地回归到原始期望状态,并利用模型预测调整无人机的状态回归机动量,避免抖动现象,由此设计出无人机避障机动策略。通过仿真分析证明了所提避障机动策略相比传统人工势场方法避障效率更高。最后将所提策略作为基础模块应用于不同的复杂任务,证明了所提策略具有较高的通用性。

为获得更好的制导性能, 利用一类采用流量可调发动机的导弹所增加的飞行速度控制自由度, 提出一种修正比例导引+飞行速度控制的双重控制自适应滑模制导律。修正比例导引并以弹道末端过载需求为零进行修正设计, 在对其瞬时脱靶量分析的基础上, 选取视线角速度和飞行速度控制量等作为滑模面, 并进一步采用自适应滑模控制方法, 推导了减少脱靶量的速度控制制导律。仿真结果表明, 相比于比例导引和采用速度保持的修正比例导引, 所设计的自适应滑模制导律的脱靶量更小, 弹道更平滑, 过载需求也更小, 实现了导弹飞行速度的主动控制。

利用微环谐振器进行光速控制时，各参数对光脉冲传输的影响是不可忽略的，它除了导致光脉冲展宽，还引起脉冲的畸变。基于微环谐振器的传输特性，推导了单环谐振器的二阶色散和三阶色散表达式，针对无损耗/增益情形，分析了利用微环谐振器进行光速控制时，高阶色散和输入脉冲中心波长对输出脉冲畸变的影响，分析了损耗/增益对单环谐振器输出脉冲畸变的影响。结果表明，二阶色散导致脉冲展宽，三阶色散导致脉冲畸变，输入脉冲中心波长位置影响脉冲分裂谷底的深浅，而损耗和增益影响脉冲畸变情况。为利用微环谐振器实现光速控制的应用提供了设计优化依据。

为了满足大型望远镜对于速度控制响应快、超调量小、稳态精度高、低速运行平稳的要求，在分析经典PID控制算法的基础上，提出了一种变结构PID控制器。通过构造以控制误差为自变量的比例增益、积分增益、积分变增益和微分增益等函数，变结构PID能够根据瞬时误差实时改变其结构和参数。针对某大型望远镜的传递函数模型，仿真验证了变结构PID的作用，并比较了经典PID与变结构PID的控制性能。实验结果表明，该望远镜能够以最大加速度达到期望速度，且无速度超调，以20(°)/s运行时的最大稳态误差为0.016 7(°)/s，以10(″)/s运行时的最大稳态误差为0.7(″)/s。仿真和实验结果均证明：基于变结构PID控制器的速度控制系统能够满足大型望远镜的要求。