简介：为了保证空间站正常运行所需要的大量能源及发射入轨时的较小重量代价,我国空间站采用大面积柔性电池翼的设计方案.大柔性电池翼因其结构复杂且频率极低,在轨运行时又要承受多次大机动过程产生的载荷,各承力组件的强度校核和参数设计成为影响整个空间站任务成败的重要环节.本文从工程应用角度出发建立了空间站柔性电池翼的线性简化模型,计算并分析了柔性电池翼在轨大机动过程中各关键组件的载荷,计算结果可对大柔性电池翼的强度校核和减重设计起到一定指导作用.

简介：根据Hamilton原理和假设模态离散化，建立了柔性梁绕定点旋转过程的动力学模型，并通过假设模态法对方程进行了离散处理．在此基础上，基于中心差分法的计算原理，提出了柔性梁动力学方程的子循环计算公式，分别建立了其同步更新格式和子步更新格式，在子循环积分过程中，通过步长修正保证了计算的精度和稳定性．计算结果表明：所提出的算法能在保持合适的精度要求下，有效地提高响应的计算效率，并且通过积分步长的修正可以提高计算稳定性，有效地处理了方程的刚性问题．

简介：采用连续介质理论与分子动力学模拟相结合的方法,研究了氧化锌纳米线的振动问题.建立了氧化锌纳米线核壳模型,解释其等效杨氏模量及压电常数的尺寸效应.通过连续介质理论求得氧化锌纳米线振动固有频率,并与分子动力学模拟得到的结果进行对比.研究表明,氧化锌纳米线在极化方向的等效拉伸杨氏模量随着横截面尺寸的增加而逐渐增大,且通过核壳模型分别求得核、壳拉伸杨氏模量.拟合得到的等效拉伸杨氏模量与分子动力学方法获得的等效拉伸杨氏模量符合得很好.根据连续介质理论得到等效弯曲杨氏模量,发现等效弯曲杨氏模量也随着横截面尺寸的增加而增大.氧化锌纳米线极化方向的压电耦合能力比一般压电陶瓷好,压电常数随着横截面尺寸的增加逐渐减小.氧化锌纳米线在不同温度条件下的振动频率没有明显变化,在不同外电场条件下的振动频率有显著变化.分子动力学模拟得到不同横截面尺寸的氧化锌纳米线振动频率不同.根据连续介质理论,求得悬臂Timoshenko梁模型相应尺寸的振动频率,发现横截面的尺寸越大,连续介质理论与分子动力学模拟得到的振动频率越接近.

简介：研究了刚体基上柔性附件的振动鲁棒控制问题，介绍了结构奇异值μ理论，基于此理论设计鲁棒控制器，用压电材料作传感器和作动器（μ），用输出乘性不确定性结构来描述低阶标称模型与实际系统的误差，给出了系统μ控制器综合框架，以柔性梁附件为对象示例了分析过程，数值仿真结果表明μ控制器具有良好的鲁棒性能，用于振动控制是必要且可行的。

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，软变结构控制（VSC）和增益选择变结构方法，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．

简介：研究了弓鳍目鱼“尼罗河魔鬼”的柔性波动长背鳍．针对波动长鳍大的柔性变形特征，提出了由N根刚性鳍条依靠柔性薄膜连接组成的柔性波动长鳍简化模型；在分析长背鳍运动和流固耦合的基础上，建立了柔性波动长鳍的运动学模型；进而，从弹性薄壳理论出发，考虑柔性长鳍结构的几何非线性，并引入无矩薄壳理论的假定，建立柔性长鳍波动的平衡方程．依据所建立的运动学模型和柔性长鳍波动的平衡方程，可以进一步解析柔性长鳍波动运动的动力学性能．

简介：本文针对柔性结构在轨组装任务背景,将自动飞船和待运送部件分别简化为中心刚体和柔性梁附件,研究自由漂浮中心刚体-柔性梁系统的动力学与控制问题.首先基于小变形和低转速假设,将梁用假设模态法离散,采用Lagrange方程导出系统动力学方程.继而设计一种带有应变反馈的PD控制律用于完成中心刚体的状态镇定以及柔性梁振动抑制.此外,本文还使用遗传算法对控制器中的参数进行多目标优化.最后,通过数值算例验证了所设计控制器的有效性.

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：对含Karnopp摩擦的柔性滑移铰系统进行动力学建模和仿真.将滑移铰中的滑块视为柔性体,滑道视为刚性接触面,考虑滑道与滑块之间的间隙.由于柔性滑块与滑道的接触状态和摩擦情况比较复杂,采用有限元方法建立了柔性滑块的力学模型,基于罚函数方法建立含Karnopp摩擦柔性滑移铰接触力模型,通过试算迭代法判断柔性滑块各节点的接触状态,基于KED方法和Newmark方法给出了含该滑移铰机械系统动力学方程的数值算法.最后,以含Karnopp摩擦的柔性滑移铰和驱动摆杆构成的机械系统为例进行动力学仿真,分析了其动力学特性,验证了本文给出的方法的有效性.

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,现有的解决柔性多体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.本文基于变拓扑思想,提出了附加接触约束的柔性多体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；针对柔性多体系统全局动力学仿真面临时间和空间的多尺度问题,提出多变量的离散方法,从而提高了柔性多体系统非连续动力学的仿真效率.

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）的多刚体系统，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多体系统动力学问题。

简介：有限单元法被广泛的采用来描述柔性体的弹性变形,然而有限元节点坐标数目庞大,将会给动力学方程求解带来巨大的计算负担.如何降低柔性体的自由度,是当前柔性多体系统动力学研究的一个重要命题.本文以中心刚体-柔性梁系统为例,采用Krylov方法和模态方法进行降价.然后分别采用有限元全模型、Krylov降阶模型和模态降阶模型,对中心刚体-柔性梁进行刚-柔耦合动力学仿真.仿真结果表明,与采用模态降阶方法相比,采用Krylov模型降阶方法只需要较低的自由度,就可以得到与采用有限元方法完全一致的结果.说明Krylov模型降阶方法能够有效的用于柔性多体系统的模型降价研究.

简介：对一种柔性关节微操作机器人系统提出了多输入多输出直接自适应模糊广义预测控制方法,此方法先基于机器人理论模型设计出广义预测控制器,再构造直接自适应模糊控制器逼近广义预测控制器,并用机器人视觉误差信息对控制器参数和广义误差向量估计值中的未知向量进行自适应调整,以增强对建模误差的鲁棒性,并证明了所设计的控制器可使微操作机器人跟踪时变参考轨迹时的广义误差估计值收敛到原点的小邻域内,以达到控制要求.仿真结果验证了此方法的有效性.

简介：首先基于Euler-Bernoulli原理,建立了一柔性悬臂梁撞击系统的动力学方程,并给出了模态分析方法;然后在若干基本假定和定义的基础上,利用Karhunnen-Loève展开这一正交分解手段,给出了体现动力系统主要特征的降阶模型,可将系统的本征值进行新的表述;最后将所提方法应用于柔性悬臂梁撞击系统的降阶分析过程中,并给出了相应数值例题.结果表明:本方法可以用少量的模态准确模拟可控系统的动力学特性,可为系统控制研究提供基础.

简介：针对地球静止轨道空间碎片清除需求,开展了服务星通过绳索拖拽空间碎片离轨多体动力学与控制仿真研究.分析了在轨拖拽期间系统拓扑构型,采用递推方法推导了考虑地球J2摄动的服务星和空间碎片柔性多体动力学方程组,建立了基于集中参数法的绳索动力学模型,通过约束方程将绳索与服务星和空间碎片相连接,建立了服务星姿态控制力矩方程,最后形成了服务星在轨拖拽空间碎片期间柔性多体系统多体动力学方程.通过悬链线模型与本文采用的集中参数模型的比较验证了本文采用的柔性绳索模型的正确性,然后通过数值仿真分析了与服务星质量接近的空间碎片被拖动期间动力学特性,为这类航天器总体设计及空间碎片清除策略制定提供了参考依据.

简介：首先建立了柔性悬臂梁非线性非平面运动的偏微分方程;然后运用Galerkin和多尺度方法得到平均方程,并利用规范形理论进一步将方程化简;最后用能量相位法求出多脉冲跳跃的能量函数序列.Dynamics软件数值计算表明:在系统中确实存在着由多脉冲跳跃而导致的Smale马蹄型混沌.

简介：柔性飞行器在飞行过程中容易发生大变形,这种变形将导致机翼甚至整个飞行器的气动弹性和飞行动力学特性发生变化,特别是对稳定性的影响.本文采用三段式刚体假设,以变上反角的方式来描述机翼的展向弯曲变形,对一类飞翼式柔性飞行器进行了纵向动力学建模,并进一步分析了操纵面、推力和迎角与上反角的关系,以及变上反角对飞行稳定性的影响.结果表明,在保持速度和高度不变的情况下,稳定性受上反角的影响比较明显,如果变形过大,飞行器将变为动不稳定,且短周期模态不能保持.因此,为了保持飞机的纵向稳定性,必须要控制飞机的变形.

简介：主要研究了具有不对中轴承支承的柔性多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自由度多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．

简介：针对现有轴承-转子系统动力学模型的不足，考虑非线性滚动轴承力、不平衡量、碰摩故障及陀螺效应，建立了滚动轴承-柔性对称碰摩转子系统非线性集中质量模型．通过数值计算与比较，结果表明：低转速下系雏响应主要表现为滚动轴承的变刚度振动，高转速下轴承变刚度振动的影响相对减弱，转子不平衡和碰摩故障对系统的影响逐渐增强，陀螺效应对高转速下对称转子的响应不容忽略．