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  • 简介:在实际工程领域中存在着大量接触碰撞等非连续动力学问题,现有的解决柔性系统连续动力学过程的建模理论与方法,已经无法解决或无法很好解决这些问题.本文基于拓扑思想,提出了附加接触约束的柔性系统碰撞动力学建模理论;通过设计柔性圆柱杆接触碰撞实验,验证了所提出附加约束接触碰撞模型的有效性;针对柔性系统全局动力学仿真面临时间和空间的尺度问题,提出多变量的离散方法,从而提高了柔性系统非连续动力学的仿真效率.

  • 标签: 柔性多体系统 接触碰撞 变拓扑 数值仿真 实验研究
  • 简介:基于连续Galerkin方法,给出非完整约束下系统时间离散的分数值积分方法.首先对非完整系统Hamilton正则方程的弱形式进行时间离散,得到分积分公式,然后讨论该积分方法对能量及约束的保持,最后以蛇板为例对该方法进行数值验证和比较.

  • 标签: 多体系统 非完整约束 数值积分 GALERKIN方法 蛇板
  • 简介:针对系统动力学数值仿真问题,研究基于Hermite插值的离散分方法.首先对广义坐标和广义速度进行Hermite插值,结合Gauss数值积分方法,利用Hamilton原理和离散力学分原理,建立了含已知导数信息和含未知导数信息的Hermite插值离散分数学模型,求解得到精确度较高的动力学仿真结果.该方法可以在步长较大时精确保持约束方程,并保持系统总能量在一定范围内有界变化,适用于长时间仿真情况.

  • 标签: 多体系统动力学 离散变分方法 HERMITE插值 高斯求积
  • 简介:本文利用改进的齐次平衡法,首先得到了带强迫项的系数KdV方程的孤立波解,然后借助此解得到了强迫KdV方程的孤立波解.最后作为应用例子,利用图形分析方法分析了Rossby孤立波的相互作用,指出了影响Rossby孤立波相对幅度、相位、传播方向及平衡位置的主要原因.

  • 标签: 带强迫项的变系数KdV方程 多孤立波解 Rossby孤立波 相互作用
  • 简介:研究了一个新混沌系统的控制问题.基于自适应滑模结构控制的方法,用该控制律,即使系统存在输入饱和及外界扰动,也可以将混沌系统的状态渐进稳定到指定的平衡点.该控制律对外界扰动俱有鲁棒性.数字仿真表明,其控制效果极好.

  • 标签: 混沌 混沌控制 变结构
  • 简介:系统多点接触碰撞问题可以归结为一个将系统的动力学方程与并协性约束方程相结合的问题.针对这样一个含并协性条件的混合方程组,建立了基于LCP格式的包含碰撞/接触问题的刚体系统动力学分析框架,提出了一种基于步长评价准则的时间步长的数值求解策略,实现了无摩擦情况下刚体系统多点接触碰撞问题的数值算法.最后给出了数值算例,验证了算法的有效性.

  • 标签: 多体动力学 接触碰撞 LCP方法
  • 简介:研究了受到打击的空间刚体系统考虑库仑摩擦时动力学的求解方法.在引入新的无量纲的时间参数后,通过建立相应的动量-冲量的一阶微分方程,将在趋近于零的冲击区间的讨论变为在有限区间中来分段研究含滑动-粘滞的冲击过程,得到了受到打击的空间离散系统考虑库仑摩擦时的动力学的求解方法.

  • 标签: 空间多刚体系统 冲击问题 空间离散系统 动力学
  • 简介:深入研究了单向耦合Lorenz—R~ssler系统的动力学行为,首先定性地分析了该系统,找出了该系统所有平衡点及平衡点存在和稳定的条件.再对该系统的分岔行为做了理论分析,得到该系统发生fold和Hopf分岔的条件.最后利用分岔软件对前面的理论进行验证,而且针对三个单向耦合参数的不同取值情况,从数值的角度研究了该系统参数分岔,结果表明不同的耦合强度对于系统的动力学行为有较大的影响.

  • 标签: 耦合 平衡点 分岔 多参数
  • 简介:基于改进的KBM法,研究了强非线性自由度自治系统的内共振.求出了极限环的振幅和近似解的表达式.与KBM法比较,该方法的特点是:近似解中包含项中的不再是时间的线性函数,而是时间的非线性函数,它能提高近似解的精度,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,本文方法具有较高的精度.

  • 标签: 强非线性多自由度自治系统 内共振 近似解
  • 简介:把柔性梁的离散坐标法——有限段法扩展到规则柔性板中,视柔性板为带关节柔性(刚度、阻尼)的刚体系统,详细阐述了离散坐标法的基本思想、理论依据,采用牛顿-欧拉方法建立了动力学方程,借助通用有限元软件和动力学仿真程序验证了离散坐标法可以解决具有几何非线性变形的规则柔性板构件的系统动力学问题。

  • 标签: 离散坐标法 柔性板 多刚体模型 动力学方程
  • 简介:基于将系统拓扑结构的形成看作是一个动态搭建过程,本文提出了一个能够由铰与物体之间关联矩阵自动选取切断铰并自动对物体和铰进行规则标号的算法.利用该算法,在建立系统动力学方程过程中可以采用铰坐标但无需人为选定切断铰,从而在很大程度上简化了输人工作有效地避免了很多人工错误.

  • 标签: 多体系统 闭环 切断铰
  • 简介:研究离心力和温度变化引起的附加弯曲变形对复合材料柔性系统振动特性的影响.从本构关系和非线性应变与位移关系式出发,用虚功原理和有限单元法建立了复合材料柔性梁的动力学分方程,在此基础上建立了复合材料柔性系统的动力学方程.对曲柄-连杆-滑块机构的数值仿真表明,对于非对称的复合材料梁,各层弹性模量和热膨胀系数的差异会引起附加弯曲变形,从而影响系统的振动特性.

  • 标签: 复合材料多体系统 几何非线性 附加弯曲变形 动力学 热效应
  • 简介:针对系统动力学微分-代数方程求解问题,研究基于Lie群表达的约束稳定方法.首先引入新的Lagrange乘子,结合位移约束、速度级约束和加速度级约束方程,构造了新的Lie群微分-代数方程.然后使用向后差商隐式方法和CG(Crouch-Grossman)方法,对微分–代数方程进行离散求解,得到精确度较高的动力学仿真结果.该方法在精确保持各级约束方程的同时,保持旋转矩阵的正交性,并且使系统总能量误差较小.

  • 标签: 多体系统动力学 微分-代数方程 LIE群 约束稳定
  • 简介:利用体分析软件ADAMS建立了自由度汽车整车体动力学仿真模型,并进一步简化为15自由度非线性模型,结合2自由度线性模型建立PID控制策略,进行了冰面单周正弦工况下的汽车操纵稳定性仿真试验研究,采用自适应模拟退火算法与非线性序列二次规划法相结合的组合优化方法对控制系统的控制参数进行了分析和优化.结果表明,该控制方法能够大幅度提高车辆的操纵稳定性和安全性,能够适应复杂的路面和行驶工况,取得了良好的效果.

  • 标签: 车辆稳定性控制 多体系统动力学 联合仿真 PID控制 优化
  • 简介:主要介绍一种基于Modelica语言的泵车臂架系统领域耦合动力学仿真建模方法.泵车臂架系统是典型的机械、液压、控制等领域耦合系统,在其频繁的启动、制动过程中,幅机构和液压元件均承受着强烈的冲击和振动.传统的单一领域动力学建模方法很难全面反映泵车臂架系统的整体动力学性能,然而通过几种仿真工具进行联合仿真的方法亦难免存在建模效率、仿真速度等方面的问题.针对以上不足,以某型泵车为研究对象,提供一种基于领域统一建模语言Modelica的机械、液压及控制等场耦合的泵车臂架系统动力学建模方法,并对其工作过程进行了动态仿真.该模型具有模块化、层次化、规范化和参数化,以及仿真模型互操作性和重用性强的特点.

  • 标签: 泵车 MODELICA 多领域耦合 液压 建模仿真
  • 简介:主要研究了具有不对中轴承支承的柔性转子耦合系统的动力学建模和非线性动力学行为.首先在短轴承假设、小轴承的不对中量和圆盘不平衡量等几个基本假设条件下,考虑了转子的柔度、不对中轴承的非线性油膜力和圆盘的不平衡等因素后,建立了一个具有轴承不对中的10自由度跨转子系统非线性动力学模型;最后采用数值方法研究了系统的非线性动力学行为.结果显示转子在低转速时,为同步的周期1运动,随着转速的提高,出现整数倍频的振动分量;在转速较高时,转子运动回复到周期1运动状态.

  • 标签: 多跨柔性转子 轴承不对中 非线性油膜力 非线性动力学
  • 简介:研究了因与外部接触而发生局部非线性的动力学系统.基于NOFRF理论,对系统中出现的各次谐波分量进行研究,推导出了该类系统各自由度各阶谐波分量的表达式.证明了该类动力学系统中各自由度之间高次谐波分量的与原线性系统动柔度矩阵的相关元素成正比关系,并据此提出了一种简洁的局部非线性位置的辨识方法.采用这种方法,可以通过结构体中任意两个部位之间的高次谐波分量的比值关系,经过一次谐波激励而辨识出非线性的具体位置.对一个自由度系统进行数值仿真,验证了该方法的有效性.

  • 标签: 局部非线性 非线性输出频率响应函数 高次谐波 辨识
  • 简介:当机械臂的质量很轻,尤其是空间应用场合,机器人系统将受到高度柔性限制并且不可避免地产生机械振动.本文为了证实提出的控制不期望残余振动的方法,设计并建立了柔性机器人实验平台.控制方案采用交流伺服电机通过谐波齿轮减速器驱动柔性机械臂,利用粘贴在柔性臂上的压电陶瓷片(PZT)作为传感器来检测柔性臂的振动.对由于环境激励,尤其是在电机转动(机动)时由于电机力矩产生的振动,采用了几种主动振动控制器:包括模态PD控制,软结构控制(VSC)和增益选择结构方法,进行柔性臂的振动主动控制实验研究.通过实验比较研究,结果表明采用的控制方法可以快速抑制柔性结构的振动,采用的控制方法是有效的.

  • 标签: 柔性机械臂 主动振动控制 压电结构 变结构控制
  • 简介:采用单位荷载法推导撑臂渐硬性钢板弹簧变形和外力之间的关系式,进而推导出非线性动力学方程,然后采用尺度法对方程进行求解,得到了撑臂渐硬性钢板弹簧的频响分岔方程和近似解表达式.通过实例计算,得到了荷载和加载点之间的关系图、频率和加载点之间的关系图以及频响曲线图。

  • 标签: 变撑臂 渐硬性钢板弹簧 非线性分析 频响分岔方程 车辆 悬挂系统