为消除压电驱动柔性微定位平台高精控制对平台不确定动力学模型的依赖性，提出了一种数据驱动无模型迭代前馈补偿和自适应陷波滤波结合的控制方法来提高平台的跟踪性能。首先，建立了数据驱动无模型迭代前馈控制器，提高系统对噪声和其他干扰的鲁棒性，同时，证明了在无模型迭代前馈作用下，连续参考输入跟踪误差的有界性和闭环系统的稳定性；其次，构建了自适应陷波滤波器来消除平台谐振的影响，对误差信号进行快速傅里叶变换，并设计谐振频率在线提取算法，实现对陷波滤波器参数的在线实时整定，来进一步提升轨迹跟踪精度；最后，利用所设计的无模型迭代前馈控制器和自适应陷波滤波器对压电微动台进行轨迹跟踪实验。实验结果表明：在跟踪三角波信号时，与单独比例-积分（Proportional Integral，PI）控制和结合自适应陷波滤波器的PI控制相比较，最大跟踪误差分别减小78.25%和70.83%，能够有效提升平台的稳定性和跟踪精度。

为防止低轨光学卫星相控阵数传任务过程中相机进光而对传感器造成损伤，提出了一种相控阵数传任务期间的太阳光姿态规避方法。首先，计算出地心固连坐标系中卫星指向太阳的向量与卫星指向地面数传站的向量，并建立两向量所在平面的单位法向量。其次，以单位法向量为旋转轴使卫星指向地面数传站的向量以相控阵最大离轴角进行旋转，旋转后的向量即为卫星在地心固连坐标系下的太阳光规避向量。然后，通过太阳光规避向量、地心固联坐标系中卫星的位置及地心固联坐标系到轨道坐标系的转换矩阵，规划卫星在轨道坐标系下的太阳光规避姿态并计算出相控阵指向角。最后，在吉林一号高分02D星上进行了仿真分析和在轨试验。仿真结果表明，在相控阵最大波束角为60°的情况下，卫星使用太阳光姿态规避方法进行数传后，在12月份内相机与太阳光夹角在90°以下的概率由传统凝视姿态数传方法的44.1%降低为2.1%。吉林一号高分02D星在轨试验结果表明，近似相同条件下的两次数传任务在使用太阳光姿态规避方法进行数传后，相机与太阳光的夹角由传统凝视姿态的31.3°~152.1°提升为96.3°~180°，验证了太阳光姿态规避方法可在数传任务期间有效规避太阳光，保证了低轨光学卫星相机在轨的安全性和可靠性。

激光弯曲成形技术常用的激光类型是点激光，在温度梯度机理的作用下单次成形角度有上限，在3°左右。为了增大点激光单次成形角度，提高成形效率，本文以不锈钢304板为对象，通过试验对比探索了将圆振荡模式应用于激光弯曲成形中以提高弯曲角方法的可行性；并且借助于三维视觉传感器测量板件在圆振荡激光束弯曲成形过程中的动态响应，从余热效应、吸收率等角度分析其弯曲成形机理。对比试验结果显示，在激光能量密度较高的情况下，圆振荡模式确实可以明显提高工件的弯曲角，增长率在60%左右。同时，三维视觉传感器的测量结果显示出了板件在成形过程中的复杂形变与角度变化过程：板件在长度与宽度方向上均产生了塑性变形，长宽形变比约为10∶1；单次扫描成形板件弯曲角增长过程呈现不同的增长曲线；多次扫描成形弯曲角分布不均衡。此外，板件厚度也逐渐增加，热影响区微观晶粒得到细化。为进一步理解圆振荡激光束弯曲成形过程与机理提供了试验支撑。

小模数齿轮在实际制造中，单条产线多台设备通常同时生产多种不同参数的齿轮，迄今无法用单台齿轮测量仪器在生产线上同时实时全检这些不同参数的齿轮。开发了基于Facet的齿轮亚像素边缘定位算法、基于迭代重加权最小二乘的齿轮中心定位法、圆与齿廓交点快速定位法、正弦函数拟合齿数法和齿廓近似测压力角法等；若结合适当的送料与定位机构，本文方法能够在未知参数时，实现多种不同型号齿轮的混合测量，无需装夹，测量效率高。可以实现齿数、模数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径、全齿高、齿宽、公法线变动量、变位系数、齿廓偏差和形位误差的测量。实验结果表明：该方法测量0.5~1.0 mm模数的直齿轮的重复性精度为4 μm。该方法在小模数齿轮柔性化生产线具有重要应用前景。

为了改善和优化眼镜镜片的加工流程，避免镜片尖边加工过程中刀轴矢量变化剧烈、影响工件表面的加工质量，提出了一种基于UG NX的五轴数控加工路径。利用智能镜框扫描仪对镜框边缘进行扫描，获得镜框凹槽点云数据文件，编写相应程序对符合眼镜片加工标准的OMA文件中的球坐标数据进行坐标及格式转换等处理。基于NURBS曲线拟合算法，实现刀路轨迹的连续性并保证拟合曲线的精度。设计和建立一种控制刀轴矢量平滑变化的刀轴驱动约束方法，依靠曲线驱动刀轴及镜片曲面法向量约束刀轴使刀头平滑进给，并将刀轨文件经过后处理转换为NC文件。最后，对加工后的镜片进行误差测量，结果表明，通过点云数据拟合刀路曲线的方法提高了加工面的精确度和光滑性，有效缩减了加工流程，提高了加工效率。

针对遥感卫星地面微振动实验的复杂要求，设计了一种同时具备微振动模拟与主被动隔振功能的一体化微振动实验平台，并对该平台的主、被动隔振性能以及微振动模拟效果分别进行了仿真分析和实验测试。其中，被动隔振由气浮支撑实现，主动隔振采用主动阻尼方法抑制共振峰，微振动模拟采用基于线性系统频响函数的控制策略。实验结果表明，平台前六阶的模态频率分布均小于10 Hz，被动隔振系统能大幅抑制10~200 Hz频段内的地面微振动；主动隔振能够实现14 dB的隔振系统共振峰衰减效果。微振动模拟功能能够有效产生接近星上的单频和多频真实扰动线谱，在特定频谱的扰动模拟实验中，幅值最大误差为5.9%，在误差允许范围内。该多功能一体化实验平台的各项功能均能满足地面模拟实验需求。

从控制的角度综述了多功能、高质量成像需求下，超稳定、超精确、超敏捷高分辨率光学遥感卫星精密敏捷控制的关键技术和研究进展。以卫星成像与姿态控制系统性能的关系为基础，从姿态机动能力与多功能成像、姿态确定精度与成像质量和姿态控制精度与成像质量三个方面论述了精密敏捷控制技术对光学遥感卫星成像的重要性。在此基础上，结合光学遥感卫星姿态控制系统的组成及原理，分析了影响姿态控制精度和姿态机动能力的主要因素，对高精度姿态确定、精密姿态控制和敏捷姿态控制三个关键技术方向进行了讨论和总结。最后，综合当前技术的发展趋势，围绕一体化成像控制的设计思想展望了精密敏捷控制技术未来的发展趋势，为实现高分辨率光学遥感卫星多功能、高质量成像控制提供了理论依据和工程参考。

由转子质量不平衡和传感器跳动引起的谐波振动是磁悬浮转子系统中的主要扰动。为了抑制这些干扰，提出了一种基于重复控制和可变相位自适应陷波反馈的谐波振动抑制的复合控制方法。首先通过建立磁悬浮转子系统模型，分析了不同干扰振动力的产生机理。然后，设计了插入式重复控制器，抑制传感器跳动引起的谐波振动，利用自适应陷波滤波器在线提取同频信号自适应补偿不平衡，通过改变不同频率下的相位角来保持系统的稳定性，并对同频位移刚度进行补偿，使系统在较宽的速度范围内自抑制谐波振动。最后，通过仿真和实验对提出的控制方法进行了验证。实验结果表明，一次、三次和五次谐波振动分别减少94.4%，90.4%和85.9%，采用所提出的复合控制方法可以有效抑制谐波振动。验证了所提控制方法的有效性。

为了提高传统超声固结振动装置的输出振幅，达到金属箔材稳定固结的要求，提出了一种单侧双换能器结构的双振头超声固结振动装置。基于谐振系统设计理论完成了尺寸参数设计，对该装置进行模态分析及优化，得到最佳纵振频率为20 247 Hz；基于等效四端网络法对双振头超声固结振动装置进行建模仿真，最大输出振幅能达到36 μm；最后，制作实验样机进行振幅测试实验，探究输出振幅与激励电压之间的关系。实验结果表明：输出振幅与激励电压线性相关，该装置的最大输出振幅为34.4 μm，与仿真结果的误差率小于5%。验证了结构的合理性，有效提高了装置的输出振幅，促进了超声固结技术在相关领域的应用。

为实现不同尺寸微粒的高效分离，提出一种三角形截面微流道的惯性微流控芯片，研究了微粒在流道中的聚焦与分离特性。首先，设计一种直角三角形截面结构的螺旋流道，采用精密微铣削工艺加工了流道的铝材模具，利用倒模与等离子清洗键合工艺制备微流控芯片。接着，配制三种尺寸（6 μm，10 μm和15 μm）的荧光微粒悬浮液，利用高速摄像机和荧光显微镜拍摄粒子在流道中的运动轨迹，观测不同悬浮液流量时微粒的聚焦效果。最后，对微粒聚焦轨迹图像进行堆叠分析，研究微粒的惯性聚焦与分离行为。结果表明：随着悬浮液流量的增大，6 μm粒子逐渐聚焦并向流道外壁面迁移，而10 μm和15 μm聚焦粒子束则向流道中心迁移。当悬浮液流量为1.5 mL/min时，6 μm和15 μm混合粒子实现了100%精确分离。研究结果表明，三角形截面螺旋流道可产生强偏置二次流，使不同尺寸微粒实现高效、精确分离，为细胞精准操控提供了一种新的技术手段。