为了降低扰动转矩变化对导引头伺服控制系统的影响, 提出了一种基于扰动转矩估计的自适应内模控制方案。首先建立导引头伺服控制系统的数学模型, 设计系统的内模控制器; 接着采用扰动转矩估计的方法, 辨识导引头伺服控制系统转动惯量的变化情况; 最后根据转动惯量的变化、通过线性自适应率自动调整内模控制器的参数, 从而确保控制器的控制性能。实验结果表明, 该控制方案对系统工况变化有着很强的自适应性, 提高了导引头伺服控制系统的抗干扰性能和鲁棒性, 取得了较好的控制效果。

为了实现对内置式永磁同步电机的高效准确控制, 解决电机运行过程中参数变化对控制性能的影响, 提出了一种基于在线参数辨识的内置式永磁同步电机最大转矩电流比电流预测控制方法。根据内置式永磁同步电机的转矩特性对最大转矩电流比的d-q电流最优关系进行化简以便于工程计算; 并针对电机参数变化对最大转矩电流比工作点偏移的影响进行了分析。同时, 对MTPA算法影响较大的关键参数q轴定子电感,转子永磁体磁链进行基于参考模型的自适应辨识, 以确保实时的最优d, q轴电流分配。在得到准确辨识的参数和最优电流指令的基础上进行电流的鲁棒预测控制, 使实际电流更快地跟踪指令, 提高系统的动态性能。实验结果表明: q轴定子电感, 转子永磁体磁链在线辨识的误差分别小于3%, 3.5%, 收敛时间小于20 ms; 电机能有效跟踪最大转矩电流比工作点, 电流响应时间小于30 ms, 能够满足内置式永磁同步电机系统稳定可靠、高效快速等运行要求。

为了解决服务机器人小型关节整机性能测量手段缺乏以及测量项目单一的问题,根据小型关节的特点研制了服务机器人小型关节综合性能测试机, 实现了对小型关节传动精度、电参数和机械特性的测量。测试机由精密机械系统、测控硬件系统和测控软件系统组成。测试机主机采用卧式结构, 设计了专用夹具, 在保证测量精度的同时满足了不同型号关节的测量要求; 开发的测试软件不仅能满足小型关节多个性能指标的综合测量, 还能对测量进行分析。实际测试结果表明, 测试机运行稳定, 精度符合设计要求, 重复性测量偏差小于3%, 覆盖小型关节型号范围广, 能实现自动化精密测量。测试机的研制为建立面向服务机器人小型关节的全局质量评价体系提供了手段。

针对圆转矩垌收扩喷管徘收敛段截面面积沿轴向徘变化规律进行了优化设计，得到了 4种圆转矩垌收敛段模型，与相同徘矩垌扩张段相匹配，垌成 4种圆转矩垌收扩喷管模型，对其气动、缔热与红外辐射特征进行了数值研究。得到如下结论：收敛段截面积沿程变化规律对喷管气动与红外辐射特性影响明显：按照前友后缓规律设计徘喷管红外抑制效果较差，按照维托辛斯基公式以及缓友相当规律设计徘喷管略有增强，而按照前缓后友规律设计徘喷管则最佳。这是因为在模型 C中随着收敛段截面积沿程收敛速度较快，壁面压力峰值减小，出口旋流增强，尾喷流掺混增强，尾喷流高温区长度减小，尾喷流和喷管红外辐射强度分别降低 19.2%和 20.6%。

为了提高永磁同步电机转速伺服系统的性能, 抑制转矩脉动对控制系统的影响, 提出了滑模控制与迭代学习控制相结合的鲁棒迭代学习控制方法(RILC)。设计了迭代学习控制器抑制周期性转矩脉动, 提出了滑模控制器提高系统的抗扰动性能, 保证系统强鲁棒性及响应快速性。实验结果显示, 电机以900 r/min的速度运行时, 采用鲁棒迭代学习控制可将速度脉动6次谐波幅值由0.89降低到0.56; 加入0.5 N·m的负载扰动后, 转速波动最大值为22 r/min, 比PI-迭代学习控制法得到的值减小了1.8%。电机以60 r/min运行时, 采用鲁棒迭代学习控制可将速度脉动6次谐波幅值由4.87降低到0.45; 加入0.5 N·m的负载扰动的, 转速波动最大值为24 r/min, 比PI-迭代学习控制法得到的值减小了23%。得到的结果表明, 鲁棒迭代学习控制方法可有效抑制转矩脉动, 同时可提高永磁同步电机转速伺服系统的鲁棒性和动态响应性能。

本文设计了一种基于挤压-剪切混合模式磁流变离合器, 建立了用于测试其传动性能的实验装置。首先, 介绍了磁流变离合器的工作原理; 接着, 利用ANSYS有限元仿真分析软件分析了磁路的磁感应强度分布特性; 最后, 搭建了磁流变离合器的传动性能实验测试装置, 测试了磁流变离合器的静态传动性能和动态响应特性。实验结果表明: 转速对磁流变离合器的转矩影响不明显, 而电流和挤压应力对磁流变离合器转矩的影响比较大, 转矩随电流及挤压应力的增加而增加; 在1.0 A的电流和40 r/min的转速下, 挤压应力为150 kPa时, 挤剪式磁流变离合器的转矩可达到146 Nm, 比剪切模式下的磁流变离合器转矩提高了约6.6倍; 响应时间常数先随电流（电流小于0.6 A）的增加而减小, 而后受电流影响不明显; 响应时间随挤压应力和转速的增加而下降; 总体接合响应时间在77 ms以内。所研制的基于挤压-剪切混合模式的磁流变离合器传动性能良好, 控制灵敏。

基于工业摄像技术提出一种非接触测量传动轴动态轴功率的方法。首先设计了轴功率测量系统, 提出了测量轴转速和轴转矩的方法。通过数字散斑的相关搜索和亚像素计算等手段, 测得轴转速和转矩值, 最终计算得出轴功率。为验证本文方法的测量精度, 搭建了车载试验系统, 并在底盘测功机上对其进行了实际测量试验。试验结果表明: 提出的轴功率测量方法得到的结果与底盘测功机测量结果变化趋势一致, 其相对误差平均值为9.37%。其中轴转速的测量范围可以覆盖整个过程, 测量值波动较小, 与底盘测功机测量结果基本一致, 其相对误差平均值为0.73%, 抗噪能力强; 轴转矩的测量范围可覆盖部分高转矩, 测量值波动较大, 两者测量结果趋势一致, 其相对误差平均值为15.15%, 抗噪能力较弱。本文方法克服了一些传统测量方法的不足, 为解决轴功率动态测量提供了一种新思路。

本文通过计算预测光学性能的方法表征在光学系统组装和外界环境因素影响下的光学系统灵敏度。该方法即通过调制传递函数来表征静态机械应力对光学物镜性能的影响。采用光学干涉仪对经过加工、组装且存在机械应力的光学物镜进行测试, 并比较实验调制传递函数与计算模拟分析的调制传递函数。结果表明, 计算结果与实验结果相符, 证实了本文方法的有效性。

针对基于转矩角控制的异步电动机SVM-DTC方法在动态过程中转矩不能保持恒最大的缺点,提出了一种基于转矩角补偿控制的异步电动机SVM-DTC方法.与基于转矩角控制的异步电动机SVM-DTC方法相比,基于转矩角补偿控制的异步电动机SVM-DTC方法通过对转矩角的补偿,使得电磁转矩在系统动态过程中保持恒最大,从而获得更快的动态响应.

采用线列焦平面探测器成像须借助光机扫描覆盖视场，而高线性大摆角的扫描器是实现高性能扫描型热像仪的重要条件。针对基于某支撑技术而研究的大摆角扫描器做光机优化设计，对所需电机驱动转矩进行理论计算和选型，并用 Motion进行仿真验证，验证结果能达到设计要求。