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  • 简介:讨论端部受扭矩作用的非圆截面弹性杆平衡形态的混沌现象.混沌的产生来源于抗弯刚度的微幅周期变化.基于Kirchhoff动力学比拟理论列写弹性杆的平衡方程.应用Melnikov方法的解析预测以及Poincaré截面和相轨迹的数值计算证明弹性杆具有Smale马蹄意义下的混沌形态.给出混沌性态与规则性态所对应弹性杆几何形状的对照.

  • 标签: 混沌形态 弹性细杆 解析方法 数值计算
  • 简介:研究了一些非线性偏微分方程的非古典势对称和非古典对称,得到了某些方程的新的势对称和新的对称,同时也得到了其伴随系统的新的对称,并求出了一些相似解.这些解对进一步研究这些非线性偏微分方程所描述的物理现象具有广泛的应用价值.

  • 标签: 非线性偏微分方程 非古典势对称 非古典对称 相似解
  • 简介:针对转子—轴承系统中滚动球轴承的动力学相似问题,提出一种考虑非线性振动特性的轴承系统相似模型建立方法.首先,建立滚动球轴承整体的非线性振动微分方程,运用积分模拟法推导了轴承整体的非线性振动特性相似关系,并结合滚动球轴承的动力学相似关系得到滚动球轴承系统的相似设计准则;其次,应用所得的相似准则,以深沟球轴承C204JUT为原型、6208为模型进行数值仿真实例计算,通过采用Newmark-β算法计算得到的分叉图分析了转速ω、径向载荷Fr、阻尼C及径向游隙γ大小对原型和模型轴承系统振动位移或速度响应的影响;最后,通过对比原型和模型的各参数(ω、Fr、C、γ)分叉图中分叉区间、趋于稳定运动参数值大小以及进入稳定周期运动时的稳态响应值大小验证相似准则的准确和有效.通过分析得到以下结论:1滚动球轴承非线性振动特性参数(如振动响应、结构阻尼等)相似关系可由轴承结构参数相似关系确定;2原型与模型非线性运动的分叉图形状一致,且模型能够很好的预测原型稳态振动响应,因此可将模型轴承用来预测原型轴承的非线性振动行为.

  • 标签: 转子—轴承系统 滚动球轴承 非线性特性 动力学相似
  • 简介:利用平面弹性与板弯曲的相似理论,用直接法研究辛几何形态下的薄板弯曲问题。当薄板对边边界条件形式不同时,将其进行降阶形成对偶方程组,再利用分离变量法把阅题转化为本征值问题求解。通过奉征函数、辛正交关系、展开求解等手段得到了薄板的解析解。算例表明辛求解的有效与快速收敛

  • 标签: 板弯曲 HAMILTON体系 本征值 本征函数
  • 简介:研究了粘弹性夹层圆板的自由振动特性.基于经典弹性薄板理论和Kelvin-Voigt粘弹性本构方程,建立了粘弹性夹层圆板振动控制方程.采用分离变量法导出了粘弹性夹层圆板的自然频率及振型解析表达式,计算了固支和简支粘弹性夹层圆板的自然频率,并与有限元计算结果进行比较;讨论了粘弹性夹层圆板的夹心层比率对自然频率及衰减系数的影响.研究表明:(1)随着夹心层厚度的增大,系统频率先增大后减小,高阶时该趋势表现更为明显;(2)随着夹心层厚度的增大,衰减系数一直增大,高阶时该趋势表现更为明显.

  • 标签: 粘弹性夹层圆板 自由振动 Kelvin-Voigt 分离变量法
  • 简介:建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠优化设计方法.首先考虑自然风的脉动特性,采用Cooper理论和谐波叠加法模拟随车移动点的脉动风速,给出随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法.然后建立高速列车车辆系统动力学模型,计算高速列车的运行安全,并基于可靠性理论,给出随机风作用下高速列车失效概率的计算方法.在此基础上,以高速列车动力学参数为优化设计变量,以失效概率和轮轴横向力为优化目标,采用多目标遗传算法NSGA—II进行动力学参数的自动寻优,建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠优化设计模型.经可靠优化计算,高速列车的失效概率由原始的0.4884降低为0.1406,轮轴横向力由原始的45.13kN降低为43.01kN.通过优化高速列车动力学参数可以显著改善随机风作用下高速列车的运行安全

  • 标签: 随机风 可靠性优化 动力学参数 失效概率 多目标遗传算法
  • 简介:以灰色预测控制理论为基础,采用现代控制理论中的二次型优化原理,以控制力和响应加权最小为目标函数,设计了两种基于灰色预测理论的转子系统振动主动控制方案--灰色GM(1,1)预测优化控制方案和灰色Verhuslt预测优化控制方案.并将该两种方案分别应用于带电磁阻尼器转子轴承系统的转子振动主动控制中,通过数值仿真验证了两种控制方法的有效,并对两种方法的控振效果进行了比较.

  • 标签: 转子系统 振动主动控制 灰色GM(1 1)预测优化控制 灰色Verhuslt预测优化控制
  • 简介:针对自治混沌系统,基于系统稳定性理论,通过设计合适的非线性反馈控制器,给出了普适的广义投影同步定理.定理中函数的选择可以为系统的线性或非线性函数,更具灵活性和普适;文中理论还可以通过调整参数提高广义投影同步的速度.数值仿真进一步验证了本文理论的有效和实用

  • 标签: 广义投影同步 自治混沌系统 非线性反馈 数值仿真
  • 简介:针对日益受到关注的液体晃动问题,提出了一种基于浅水波理论的研究方案.该方案采用浅水波理论而非势流理论导出系统控制方程,并通过哈密顿体系表达;利用中心有限差分法和Stormer-Yerlet算法进行空间和时间离散;模拟了不同初值条件下的液体晃动情况并对比分析了影响系统非线性响应的主要因素.结果表明,基于浅水波理论能有效解决液体晃动问题;与Euler格式对比,Stormer-Verlet算法精度较高;除共振外对于系统非线性响应的影响容器初始位移比初始速度更显著;非共振情况一定条件下,充液容器运动过程中液体晃动能起到阻尼作用.

  • 标签: 液体晃动 浅水波理论 初值问题 数值模拟 非线性
  • 简介:圆射流碎裂过程的理论研究对于发动机喷雾与燃烧科学研究至关重要,线性稳定性理论是对射流碎裂过程研究的一种重要方法.论述了粘性圆射流在不可压缩气体介质中的线性稳定性理论分析,应用液、气相的线性化纳维-斯托克斯量纲一控制方程组和量纲一化的线性运动学和动力学边界条件,采用对动量方程点乘哈密顿算子的方法,推导出了n阶量纲一色散准则关系式.

  • 标签: 线性稳定性理论 圆射流 n阶色散关系式 修正贝塞尔方程
  • 简介:考虑了剪滞翘曲应力自平衡条件、剪切变形和剪力滞后效应等因素的影响,本文提出了一种对宽翼薄壁T形梁动力学特性的分析方法.分析中为了准确反应T形梁翼板的动位移变化,三个广义动位移被引入,且以能量变分原理为基础建立了T形梁动力反应的控制微分方程和自然边界条件,据此对T形梁的动力反应特性进行了分析,揭示了T形梁桥动力反应的规律.算例中,对比了考虑和不考虑剪滞翘曲应力自平衡条件对T形梁动力反应的影响,结果显示考虑剪滞翘曲应力自平衡条件的计算方法与有限元数值解吻合更好.

  • 标签: T形梁 剪力滞后 自平衡条件 动力反应 能量变分原理
  • 简介:采用Timoshenko梁修正理论研究了有梯度界面层双材料梁的振动问题,利用静力方程确定了有梯度界面层双材料梁的中性轴位置,在此基础上应用Timoshenko梁修正理论建立了有梯度界面层双材料梁的振动方程,求得其自振频率表达式及其在简谐荷载作用下强迫振动的解析解.讨论分析了梯度界面层高度等因素对有梯度界面层双材料梁的振动影响,并用有限元法验证了Timoshenko梁修正理论.通过实例计算,得到了梯度界面层高度等因素对有梯度界面层双材料梁振动特性有较大影响的结论.

  • 标签: TIMOSHENKO梁 梯度界面层 中性轴 振动
  • 简介:利用群论的方法研究系统的对称,可以将对称系统分解为一系列互相独立的子系统,使系统的H2和H∞控制可以在低维子系统上设计实现,从而减少控制系统设计中的计算量,这一点对于大规模系统的控制尤其重要.简要介绍了利用系统对称简化Lyapunov方程和Riccati方程的求解,以及计算控制系统的范数等几个例题,这些都是H2和H∞控制中常见的计算问题.

  • 标签: H2/H∞控制 群表示理论 对称系统 LYAPUNOV方程 RICCATI方程 应用
  • 简介:运用Bell多项式定理研究了一个(2+1)维AKNS方程的可积,得到双线性方程、Backlund变换以及运用Backlund变换求得其孤子解,最后运用Bell多项式得出Lax对.

  • 标签: BELL多项式 BACKLUND变换 孤子解
  • 简介:研究系统存在不确定性的大柔性飞行器的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行器模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制器作为基线控制器.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制器,并对比两种方法的控制效果.仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标.

  • 标签: 大柔性飞行器 平衡实现 最优控制 模型参考自适应控制
  • 简介:浦肯野神经元是小脑皮层唯一的输出神经元,其传入纤维主要包括来自橄榄核的盘状纤维和来自皮层颗粒神经元的平行纤维.基于与实际神经系统十分相似浦肯野神经元回路模型,本文研究了回路中三种神经元(浦肯野神经元,颗粒神经元,盘状纤维)的相位响应曲线(PRC)并结合它们各自的f-I曲线对来区分三种神经元的兴奋;进而对不同类型的神经元之间的同步进行分析,着重考察了不同神经元之间突触的电导系数与浦肯野神经元树突上的CaP电导系数的影响等,分析结果显示神经元之间同步对于它们信息传递起着重要作用.

  • 标签: 浦肯野神经元 相位响应曲线 同步性 突触电导系数 CaP电导系数
  • 简介:为了满足空间探测任务的要求,需采用轻质的伸杆机构支撑各类探测载荷远离卫星本体以避免平台剩磁对空间测量信息的干扰,而挠伸杆的弹性振动会耦合影响到卫星本体,从而降低卫星本体的姿态控制精度.考虑到挠附件振动的复杂及其对航天器本体的耦合影响,采用最优指令整形抑制挠伸杆的低阶模态振动,并在本体控制中设计自适应扰动抑制滤波器进一步抵消挠伸杆的残余振动对本体的干扰作用.仿真结果表明,此复合振动控制方法可显著的提高此小卫星的姿态控制精度.

  • 标签: 挠性伸杆 最优指令整形 自适应扰动抑制滤波器 复合振动控制
  • 简介:基于动力系统的稳定性理论、数值计算分岔图和线性化系统的最大Lyapunov指数,研究了经兴奋化学耦合的快峰神经元的同步动力学.研究表明,随着一些关键参数的改变,耦合神经元能呈现丰富的同步行为,如各种周期的同步和混沌的同步.研究结果对理解神经元系统的同步运动具有指导意义.

  • 标签: 快峰神经元模型 兴奋性化学突触 同步
  • 简介:利用哈密顿系统生成函数的性质求解LQ终端控制问题,并给出了相应的数值方法.针对现有文献中此类问题的最优控制律在终端时刻存在无穷大增益的情况,利用第二类生成函数的性质求解哈密顿系统两端边值问题并构造了无终端奇异性的时变最优控制律.然后根据哈密顿系统状态的正则变换性质导出了求解生成函数系数矩阵微分方程和计算时变控制律的矩阵递推格式.最后用所提出的方法研究了以能量均衡消耗为约束条件的卫星编队重构问题,设计了符合要求的闭环控制系统并给出了数值仿真结果.

  • 标签: 最优控制 生成函数 哈密顿系统 编队重构 卫星
  • 简介:研究了Lufie广义系统基于状态观测器的控制器设计问题.通过使用Lyapunov稳定性理论,线性矩阵不等式方法,分别给出了状态反馈控制器和观测器的设计方法,并建立了分离原理,进而得到了基于观测器的控制器设计方法.所得结论对广义系统理论本身的发展和实际应用都有非常重要的意义.最后给出了仿真实例.

  • 标签: Lurie广义系统(LDS) 观测器 控制器 LYAPUNOV函数 线性矩阵不等式(LMI)