简介：建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计方法．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性，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性优化设计模型．经可靠性优化计算，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性．

简介：主要研究高速列车受流的稳定性与接触网弹性系数的关系．在传统研究的基础上，考虑了接触网刚度的傅里叶展开的二阶展式，建立研究弓网振动稳定性的微分方程．在采用摄动法分析其稳定性时，将位移响应展开为二阶展式，得出了弓网系统的稳定边界．并讨论了各参数在不同条件下对稳定区间的影响．最后将所得结果与传统结果进行了比较，得出了高阶项对系统边界稳定性存在影响的结论．

简介：基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学提出了一种快速计算横风下高速列车系统动力学行为的平衡状态方法．首先，忽略轨道不平顺并利用流固耦合联合仿真方法计算横风下高速列车的平衡状态；然后，将平衡状态下的气动力加载到车辆一轨道耦合动力学模型并计算高速列车动力学响应．利用建立的平衡状态疗法，研究了列车在速度为13．8m／s的横风下以350km／h速度运行时的流固耦合动力学行为．比较了平衡状态方法和联合仿真方法两种方法下列车姿态、安全性和舒适性指标的差异，计算结果差别在3．26％以内．研究结果表明：平衡状态方法计算横风下高速列车流固耦合的效率更高．

简介：基于三维、非定常、不可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型，利用计算流体软件FLU-ENT，对列车通过时路堤声屏障气动力特性进行数值仿真，研究了声屏障上脉动力的变化．建立了高速列车通过路堤声屏障的数值计算模型，采用FLUENT中的滑移网格技术，对声屏障时产生的气动力进行数值模拟，列车速度分别为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h．通过计算得到不同列车速度下声屏障上气动力的大小和变化情况，分析了气动力沿声屏障垂向和声屏障纵向的变化规律，并拟合了声屏障压力波幅值与列车速度的关系式．在ANSYSWorkbench软件中建立了声屏障的结构计算模型，将声屏障上的气动力作为外部荷载加到声屏障上，对其进行了模态分析和瞬态动力学分析．

简介：利用平面弹性与板弯曲的相似性理论，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性与快速收敛性。

简介：根据Mindlin微结构理论重新推导了含微结构的二维固体中孤立波传播的控制方程.利用行波变换,把复杂的非线性偏微分方程组简化为一非线性常微分方程.最后用动力系统定性分析理论,分析了含微结构的二维固体中孤立波的存在条件及其几何特性,证明了当介质中的某些参数满足适当条件时,在含微结构的二维固体中可以存在一种非对称孤立波.

简介：考虑执行机构性能、传感器空间指向等复杂约束,研究了空间飞行器姿态机动的路径规划问题.建立了姿态机动路径规划模型,并通过使用微分平坦理论将其映射到平坦输出空间,消除微分方程约束的同时降低设计空间维数;给出了平坦输出参数化描述的伪谱法,并运用共形映射、重心插值等技术改善了微分矩阵的病态特性,提高了路径规划的精度.仿真表明:该方法能够较快规划出满足约束的姿态机动路径,对工程应用具有一定参考价值.

简介：以两对边简支另两对边自由的功能梯度材料板为研究对象,首先建立了考虑材料物性参数与温度相关的、在热/机械载荷共同作用下的几何非线性动力学方程,采用渐进摄动法对系统在1：1内共振-主参数共振-1/2亚谐共振情况下的非线性动力学行为进行了摄动分析,得到系统的四自由度平均方程,并对平均方程进行数值计算,分析外激励对系统非线性动力学行为的影响,发现在一定条件下通过改变外激励可以改变系统的运动形式,产生混沌运动.另外,第二阶模态的幅值远比第一阶模态的幅值大,这应该是两阶模态耦合产生内共振的结果,因此,研究该类结构的非线性动力学行为时不应该只考虑一阶模态,而应考虑到前两阶甚至更多阶模态的相互作用,以便于更好地利用或控制其运动形式.

简介：为研究鱼雷涡轮机转子系统的瞬态动力学特性,结合实际启动工况,采用传递矩阵法建立了转子系统的瞬态运动方程,并用Newmark-β数值积分方法进行求解,模拟分析了不同启动过程中转子的瞬态响应历程.结果显示：考虑不同函数形式的（线性、指数、分段）升速过程时,涡轮转子系统各阶临界转速没有显著差异,但共振峰值以及震荡收敛时间差别较大.其中,最符合实际工况的是分段函数形式的升速过程,该过程过二阶临界转速的共振峰值最小.本文的工作可以为鱼雷涡轮转子系统的优化设计提供参考.

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.

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．

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．

简介：利用遗传算法研究了一类切换规则只由状态决定的切换系统的控制器优化设计问题．首先由线性矩阵不等式（LMI）来设计切换控制器，然后应用遗传算法来对切换规则进行优化．优化后的切换规则不仅可保证闭环系统渐近稳定，而且具有良好的动态性能．将本文提出的方法应用在小车倒立摆控制系统上，仿真结果表明了本文设计方法的有效性．

简介：为了设计结构复杂、性能优越的多涡卷混沌系统,采用理论分析和数值仿真的方法,通过设计一个连续非线性函数,建立了三阶Chua系统的单方向与网格多涡卷吸引子模型.在Matlab平台上,通过吸引子相图、最大Lyapunov指数、分岔图和Poincaré截面等方法,分析了多涡卷Chua混沌系统的动力学特性.研究结果表明,多涡卷Chua混沌吸引子具有丰富的动力学特性,仿真结果与理论分析一致,表明了多涡卷Chua混沌系统设计方法的有效性和设计模型的正确性.

简介：针对大展弦比机翼水平弯曲模态参与耦合颤振问题,首先用考虑几何非线性的颤振分析方法研究了某大展弦比机翼的颤振特性,结果表明水平一弯模态参与耦合降低了机翼传统模式的线性颤振速度;然后研究了复合材料的铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性的影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计的新方法.结果表明主刚度方向角的变化主要引起了水平一弯模态振型的改变,一般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态的相对扭转振型节线位置向前缘移动;反之,该节线位置后移.进一步非线性颤振分析,发现水平一弯模态振型的变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度的明显改变,主要表现为该颤振型的颤振速度随该阶模态的相对扭转振型节线位置前移量的增加而增大.通过两个算例验证了结论的正确性.

简介：提出了一个馈能式主动控制系统的设计方案,首先给出了一种馈能式主动控制的电机作动器的驱动方式,使得作动器能够在三种工作模式下进行功能切换.其次,分析了三种模式的工作时间比与能量平衡之间的关系,给出了能够实现能量平衡的基本条件,并得到了系统达到能量平衡的条件.最后,通过一个馈能式主动控制系统设计的算例验证了方法的可行性.仿真结果表明,该主动控制系统能够有效降低振动激励的干扰,并且能够达到能量平衡,即不需要外部的能量供给.

简介：为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案（约束法、结合约束法与评价函数法）.基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数（结构柔度与振动频率的函数）,将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.

简介：在辛体系下利用精细积分对矩形波导纵向排列介质层PGB结构进行分析的基础之上，用响应面方法对滤波器进行了优化设计．采用棱单元对波导的横截面进行离散，然后导向哈密顿体系，运用基于黎卡提微分方程的精细积分求出一段介质层和一段空气层的出口刚度阵，再将两区段合并得到一个周期段的出口刚度阵，从而可对所有周期进行合并以对问题求解．在分析的基础上建立了滤波器的优化设计模型，利用响应面方法将目标函数和约束函数近似显式化，运用二次规划法对优化模型进行求解，得到了滤波性能最优的设计参数．算例表明本文方法是可行有效的．

简介：以一种平面三自由度可控挖掘机构为例，运用拉格朗日方法建立了机构的刚体动力学模型，求解得到了各主动杆的系统广义力；进而针对其半闭环控制系统的控制策略进行研究，基于机构驱动元件．交流控制电机及其驱动器的数学模型，运用模糊算法设计了一种模糊-PID双模控制器并对其进行仿真分析．结果表明：基于模糊算法的控制器在超调量、调节时间、上升时间和抗干扰能力等方面均具有较好性能，满足系统的控制要求．