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  • 简介:利用哈密顿系统生成函数性质求解LQ终端控制问题,并给出了相应数值方法.针对现有文献中此类问题最优控制律在终端时刻存在无穷大增益情况,利用第二类生成函数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时变最优控制律.然后根据哈密顿系统状态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矩阵递推格式.最后用所提出方法研究了以能量均衡消耗为约束条件卫星编队重构问题,设计了符合要求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:样品抓取与转移过程是深空探测关键环节及必须技术手段.本文研究了平行多连杆样品抓取机构捕获样品采集器并将其转移到指定位置动力学过程,建立了动力学方程,并通过adams软件建立了计算模型,对整个动力学过程进行了详细分析,对后续工作研究和设计提供了支撑.

  • 标签: 平行多连杆 样品抓取 动力学 研究
  • 简介:本文中,我们讨论了含参量分数阶微分系统基本分岔,即跨临界分岔、折叠分岔与音叉分岔.首先,根据分数阶Lyapunov方法,讨论了含参量分数阶微分系统稳定性,并给出了这些基本分岔相图.其次,根据Taylor展式与隐函数定理,研究了分数阶微分系统规范形,从而求出这些基本分岔拓扑规范形.

  • 标签: 分数阶微分系统 CAPUTO分数阶导数 折叠分岔 跨临界分岔 音叉分岔
  • 简介:采用多重反射法对受到外扰二组元周期梁结构频率响应进行了研究.施加至Ⅱ周期梁结构上外部扰动被假定为一入射波,传播波入射到不连续处会产生反射波和透射波,进而在周期结构中会产生多重反射和透射.首先,基于波多重反射,考虑施加扰动组元上波场;其次,由于波透射,分别考虑两个传播方向上其他组元波场,作为初始波场;最后,可先考虑某个组元右侧所有组元上向左传播波在其上叠加,作为一次迭代波场;再考虑某个组元左侧所有组元上向右传播波在其上叠加,作为二次迭代波场.依次类推,基于多重反射法,叠加了入射波引起多重反射和透射,得到了所有组元波场.给出了周期梁结构中任一点波幅与入射波幅之间函数关系,确定了受外扰周期梁结构传播常数及相应波场迭代次数.

  • 标签: 周期结构 弯曲波 波的反射 波的透射 频率响应
  • 简介:在分析磁流变阻尼器时滞特征,时滞对单自由度磁流变控制系统影响基础上,将磁流变阻尼器应用于高速机车系统振动控制中.从理论角度分析了基于磁流变阻尼器四分之一机车系统在主动控制下时滞问题,并进一步探讨了主动控制下时滞对高速机车系统整车悬挂系统影响.仿真分析了高速机车系统整车模型应用磁流变阻尼器后,在主动控制下时滞影响.结果表明,能够快速反映磁流变阻尼器并不能彻底消除控制系统时滞问题.磁流变主动控制系统在较大时滞影响下,高速机车振动加剧,安全性受到威胁,甚至失去控制.

  • 标签: 主动控制 时滞 高速机车 磁流变阻尼器
  • 简介:对含时滞半主动相对控制悬架系统进行了近似解析研究.首先建立了半主动相对控制1/4车体模型,进行了无量纲化处理,利用平均法建立了系统近似解析解应该满足四元代数方程组,然后利用数值方法进行了求解.随后通过MATLAB仿真得到了含时滞半主动相对控制悬架系统数值解,并且和近似解析解进行了比较,发现二者具有较好符合精度,说明近似解析解正确性.

  • 标签: 时滞 平均法 相对控制策略 近似解析解
  • 简介:将广义微分求积法(GDQR)用于分析输流曲管流致振动问题,这是一个新尝试.基于输流曲管面内振动微分方程,利用GDQR法使曲管系统在空间域上得以离散化,从而获得了输流曲管动力学方程组.数值算例中,计算得到了输流曲管在几种典型边界条件下固有频率以及曲管发生失稳临界流速等,这些计算结果与前人解析解结果吻合较好.此外,还给出了两端固定输流曲管典型动力响应行为.研究表明,GDQR法极易处理输流曲管这一类动力学模型,精度令人满意,进一步研究可望推广到输流管道非线性振动分析中.

  • 标签: QR法 流致振动 GD 广义微分求积法 振动微分方程 动力学方程组
  • 简介:依据电磁场方程及相应电磁本构关系,给出了作用于圆柱壳体上电磁力及力矩表达式.在此基础上,分别推得了纵向和横向磁场中圆柱壳体磁弹性轴对称振动方程.针对两端简支约束条件,通过位移函数设定,得到了相应有阻尼振动微分方程.通过算例,给出了系统衰减振动响应曲线图和相图,分析了磁感应强度和壳体厚度对系统振幅衰减速度影响.结果表明,通过改变磁感应强度可以达到控制系统振动目的.

  • 标签: 磁弹性 圆柱薄壳 振动 电磁力
  • 简介:针对日益受到关注液体晃动问题,提出了一种基于浅水波理论研究方案.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液体晃动情况并对比分析了影响系统非线性响应主要因素.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:薛定谔方程是量子力学基本方程,与经典物理中牛顿运动方程地位相当.本文针对哈密顿量与时间无关量子系统,应用分离变量法研究其量子力学定态解.分别给出了包含克尔型、饱和型以及五次非线性效应薛定谔方程定态解,并将所得解析解与数值解进行比较.两者完全吻合.

  • 标签: 非线性薛定谔方程 定态解 解析解
  • 简介:研究了1/2车非线性悬架模型在路面随机激励下非平稳振动响应,并基于随机最优控制理论对其进行主动控制.首先利用等效线性化方法将具有非线性阻尼及迟滞刚度非线性悬架模型线性化,然后将主动、被动悬架非平稳随机响应进行比较,结果表明非线性主动悬架性能要优于被动悬架.最后,通过MonteCarlo数值模拟验证了理论结果.

  • 标签: 非线性悬架 非平稳随机响应 等效线性化 随机最优控制
  • 简介:基于两种齿轮碰撞模型进行数值和实验研究比较:(1)含啮合间隙刚性碰撞齿轮系统,假设轮齿间碰撞在瞬间完成,边界为刚性;(2)含弹性约束和啮合间隙弹性碰撞齿轮系统,空隙范围内部齿轮自由运动,边界为弹性,用无质量弹簧一阻尼器描述.文中主要通过实验研究对两种齿轮接触模型动力学响应进行分析比较:首先用实验结果验证数值仿真的正确性,之后对两种不同齿轮传动系统在不同参数下实验数据和仿真结果分别进行比较,并对两种不同齿轮传动系统所展现复杂动力学现象进行分析.

  • 标签: 齿轮传动 碰撞 实验 频谱
  • 简介:采用弹性理论建立了功能梯度材料板静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了功能梯度材料板中性面位置,在此基础上推导出了功能梯度材料板在均匀温度场中非线性振动及屈曲微分方程组,求得了功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲近似解,讨论分析了中性面位置、梯度指数、温度等因素对功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲影响.把该方法计算结果与有限元计算结果进行了比较,验证了该方法计算结果是可靠.算例分析表明,中性面位置对均匀温度场中功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲有一定影响.

  • 标签: 功能梯度 材料 非线性 振动 屈曲 温度
  • 简介:研究了Lufie广义系统基于状态观测器控制器设计问题.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设计方法,并建立了分离原理,进而得到了基于观测器控制器设计方法.所得结论对广义系统理论本身发展和实际应用都有非常重要意义.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)
  • 简介:基于营养盐、自养浮游植物、食植浮游动物之间食物链关系,利用生物生长生化机理,并考虑到海洋内微生物分解动植物遗体对营养盐补充,建立了营养盐-自养浮游植物-食植浮游动物相互作用生态动力学(Nutrition-Phytoplankton-Zooplankton)模型,运用现代非线性动力学理论,对模型解动力学稳定性进行了分析.结果表明,随着参数变化,系统稳定性也随之变化,甚至出现分岔现象.

  • 标签: 生态动力学 稳定性研究 海洋赤潮 非线性动力学理论 藻类 动力学稳定性
  • 简介:在神经元生理实验中经常观察到丰富钙振荡模式,本文详细综述了产生这些现象钙流交换机理和各类通道调节机理,以及描述这些生理机理数学表达式.介绍三类典型研究钙振荡非线性动力学模型,即电压动力学与钙动力学相耦合模型,多个钙存储单元之间钙流平衡模型和考虑信使物质IP3振荡与钙振荡相互作用模型;并针对第一个模型简要地讨论其复杂动力学行为;最后对神经元钙振荡非线性动力学研究提出了一些展望.

  • 标签: 非线性动力学 神经元 钙通道 钙振荡
  • 简介:根据分数阶系统相关理论研究了一类分数阶复杂网络混沌系统投影同步问题,给出了分数阶复杂网络以及分数阶时滞复杂网络系统实现投影同步充分性条件,仿真结果表明了方法正确性.

  • 标签: 投影同步 分数阶系统 复杂网络
  • 简介:为分析竖向环境振动对人车路系统耦合振动影响,人体采用并联动力模型,车辆采用7自由度全车模型,路面采用Kelvin地基上梁单元进行模拟,通过车路之间动态轮胎力建立起考虑竖向环境振动作用的人车路耦合振动方程;运用New-mark积分法对方程组进行求解,采用人体竖向振动加速度均方根值对车辆乘坐舒适度进行评价;对地震波频率和地震波幅值对系统振动影响进行讨论,以及车辆乘坐舒适度和乘坐者人体生理反应进行分析.数值分析结果表明:竖向环境振动加剧了人车路系统振动,显著增大了车辆乘坐舒适度指标;地震波频率和地震波幅值对车辆乘坐舒适度影响都很大.

  • 标签: 人-车-路系统 耦合振动 竖向环境振动 均方根值 乘坐舒适度
  • 简介:基于改进KBM法,研究了强非线性多自由度自治系统内共振.求出了极限环振幅和近似解表达式.与KBM法比较,该方法特点是:近似解中包含项中不再是时间线性函数,而是时间非线性函数,它能提高近似解精度,且应用更广,最后给出一个具体实例,得到了近似解以及相图.和数值结果比较,本文方法具有较高精度.

  • 标签: 强非线性多自由度自治系统 内共振 近似解
  • 简介:采用弹性理论建立了功能梯度材料板静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了功能梯度材料板中性面位置,在此基础上推导出了功能梯度材料板在均匀温度场中非线性振动及屈曲微分方程组,求得了功能梯度材料椭圆板非线性振动及屈曲近似解,讨论分析了中性面位置、梯度指数、温度等因素对功能梯度材料椭圆板非线性振动及屈曲影响.把该方法计算结果与有限元计算结果进行了比较,验证了该方法计算结果是可靠.算例分析表明,中性面位置对均匀温度场中功能梯度材料椭圆板非线性振动及屈曲有一定影响.

  • 标签: 功能梯度 材料 椭圆板 非线性 振动 屈曲