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  • 简介:研究随机扰动下简单电力系统的可靠度反馈最大化.应用拟不可积哈密顿系统随机平均和随机动态规划原理,导出以可靠度最大为目标的动态规划方程和以平均首次穿越时间最长为目标的动态规划方程.通过分别求解相应的动态规划方程,得到最优控制律,受控与未控系统的条件可靠性函数及平均首次穿越时间.最后应用MonteCarlo模拟验证结果的准确性.

  • 标签: 电力系统 首次穿越 随机平均法 随机动态规划方程 可靠性 寿命
  • 简介:应用机电耦联动力学理论和电路理论,建立了统一的发电机组并网发电的数学模型.该模型为27维非线性微分动力系,包括机械扭振方程、同步发电机瞬变过程基本方程、原动机力矩分配及调速控制方程、励磁调节控制方程和并网线路串补电容方程5大部分.本文选择线路串补电容的容抗、线路电阻作为分岔参数,计算并得到了失稳参数区域图.对满足两对纯虚特征值的参数点,利用中心流形定理对原系统方程做了降维.再利用多参数稳定性理论及归一化技术,对约化方程进行求解,得到了分岔方程.由此得到分岔参数图、4个参数区的动力学特性,并得到了数值验证.

  • 标签: 失稳振荡 高维 微分动力系统 中心流形定理 控制方程 串补电容
  • 简介:含vanderPol型自激项的单摆系统是典型的自激机械系统,本文研究了该系统的张弛振荡特性.首先通过引入新的时间尺度和变量,把原系统表示成标准的快慢系统.然后基于几何奇异摄动理论,求得系统的慢变流形及其结构,从而证明了张弛振荡解的存在性,并进一步求得了张弛振荡解及其周期的近似表达式.理论结果表明,发生张弛振荡时,单摆快速通过其平衡位置,而在远离平衡位置的一段区域上停留较长时间,且存在两个分界点把快速运动和慢速运动分隔开.数值算例证明了理论分析的正确性.

  • 标签: 自激单摆 张弛振荡 奇异摄动 慢变流形 快慢系统
  • 简介:定义对称轮轨系统对称性分岔的概念,由数值积分得到系统的时间响应并建立对称轮轨系统的离散动态Poincare映射截面及其对称截面,提出“合成分岔图”的构造方法,应用该方法对一两轴转向架系统运行与理想平直轨道上的对称/不对称分岔行为和混沌运动进行分析.在研究速度范围内,发现系统存在大量的对称运动形式,也存在很多的不对称运动形式,系统的对称性刚开始是通过不可捉摸突变而破坏的.

  • 标签: 轮轨系统 “合成分岔图” 对称/不对称 分岔
  • 简介:在神经元的生理实验中经常观察到丰富的钙振荡模式,本文详细综述了产生这些现象的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的数学表达式.介绍三类典型的研究钙振荡的非线性动力学模型,即电压动力学与钙动力学相耦合的模型,多个钙存储单元之间钙流平衡的模型和考虑信使物质IP3的振荡与钙振荡相互作用的模型;并针对第一个模型简要地讨论其复杂的动力学行为;最后对神经元钙振荡的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:对一类具有状态反馈控制的脉冲动力系的动力学性质进行了研究.由周期解的扰动解得到了一个Poincare映射,利用Poincare映射讨论了系统周期解的分岔,并得到了半平凡周期解和正周期-1解存在和稳定的充分条件.定性分析和数学模拟表明,半平凡周期解通过fold分岔分岔出正周期-1解,正周期-1解通过flip分岔分岔出正周期-2解,再通过一系列flip分岔通向混沌.此外,讨论了脉冲状态反馈控制的效果.

  • 标签: 脉冲动力系统 状态反馈控制 分岔 周期解
  • 简介:应用混和控制(HybridControl)中的切换系统(SwitchedSystem)的方法,分别对汽车四轮转向系统的高速态与低速态两个子系统以及由高速态向低速态变化的切换系统进行了最优控制设计.仿真结果表明,Hybrid控制实现了四轮转向系统(4WS)的低速灵活性与高速稳定性,具有良好的控制效果.

  • 标签: 四轮转向系统 混和控制 切换系统 鲁棒控制
  • 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.

  • 标签: 车辆动力学 横风 高速列车 流固耦合 平衡状态
  • 简介:熵在描述随机系统的演变、不稳定性、无序性或混乱程度以及信息传递方面起着重要的作用.本文对非高斯噪声驱动的一类耗散动力系的信息熵演化进行了研究,文中通过线性变换的方法简化了所研究系统的FPK方程,然后根据Shannon信息熵定义推导出了该耗散动力系随时间演化信息熵的精确表达式,最后分析了非高斯噪声和系统耗散参数对系统信息熵的影响.

  • 标签: 信息熵 非高斯噪声 耗散动力系统 Fokker—Planck方程
  • 简介:将同伦理论和参数变换技术相结合提出了一种可适用于求解强非线性动力系响应的新方法,即PE-HAM方法(基于参数展开的同伦分析技术).其主要思想是通过构造合适的同伦映射,将一非线性动力系的求解问题,转化为一线性微分方程组的求解问题,然后借助于参数展开技术消除长期项,进而得到系统的解析近似解.为了检验所提方法的有效性,研究了具有精确周期的保守Duffing系统的响应,求出了其解析的近似解表达式.在与精确周期的比较中,可以得出:在非线性强度α很大,甚至在α→∞时,近似解的周期与原系统精确周期的误差也只有2.17%.数值模拟结果说明了新方法的有效性.

  • 标签: 系统响应 DUFFING系统 非线性动力系统 线性微分方程组 求解问题 非线性强度
  • 简介:利用改进后的规范形理论研究了四维三阶非线性系统最简规范形的计算.介绍了计算四维非线性系统最简规范形的改进方法,得到计算四维非线性系统最简规范形的通用公式.通过对一个实际振动系统的分析,用数值仿真方法验证了该方法在研究高维非线性系统中的有效性.

  • 标签: 最简规范形 非线性变换 非线性振动 蜂窝夹层板
  • 简介:连接界面的黏滑、摩擦行为不仅是引起结构刚度和阻尼非线性的主要原因,而且是结构无源阻尼的主要来源.Iwan模型能够较好地复现连接界面的黏滑、摩擦行为.本文采用时频域交替(AlternatingFrequency/TimeDomainMethod,AFT)研究含Iwan非线性模型的单自由度振子系统的稳态响应.时频域交替具有频域求解线性系统响应的高效性和时域判断非线性力的便捷性特点,采用离散傅里叶变换和傅里叶逆变换,在频域和时域内分别求解系统响应和对应的非线性恢复力,再反复迭代计算系统的稳态响应.将时频域交替计算结果和中心差分法计算的结果进行对比,并研究激励幅值对系统非线性特征的影响.结果表明,时频域交替计算的结果与中心差分计算的结果具有较好的一致性,且求解效率较高,计算耗时减少50%;随着激励幅值的增加,系统的能量耗散增加,刚度降低,固有频率降低.

  • 标签: 连接 迟滞非线性 Iwan模型 时频域交替法 稳态响应
  • 简介:应用数学与力学经常使用小参数摄动近似.在物理与力学中有大量保守体系的分析.保守体系的特点是保辛.本文指出小参数摄动保辛的问题应予考虑.位移摄动是保辛的,而辛矩阵的加法摄动则未能保辛.数值例题给出了对比.

  • 标签: 小参数摄动法 应用数学 位移法 辛矩阵 力学 近似
  • 简介:应用谐波—能量平衡求解了强非线性单摆方程,谐波-能量平衡与经典的摄动和谐波平衡不同,不是把微分方程和初始条件分离处理;而是把微分方程和初始条件同时处理.用谐波平衡,将描述动力系的二阶常微分方程,化为以角频率、振幅为变量的非线性代数方程组,考虑能量平衡,构成角频率、振幅为变量的封闭方程组求得解析解.谐波-能量平衡将谐波平衡与能量平衡相结合,克服了二者的缺点吸取了二者的优点.实例表明,谐波-能量平衡法方法简单,取较少谐波就可以达到较高的精度.

  • 标签: 强非线性 单摆 谐波—能量平衡法
  • 简介:正交模型-正交模态(CMCM)是一种参数修改的新方法,它具有不依赖于灵敏度分析、不需要进行迭代的特点.但是在有限元存在整体建模误差时,该方法会出现无法完成修正计算的情况,本文针对此问题进行了改进.改进后的方法可以既可以处理存在局部建模误差的情况,也可以处理存在整体建模误差的情况.本文通过梁式结构的数值算例,比较了原修正方法(CMCM)、改进后的修正方法(ICMCM)以及商业软件模型修正FEMtools的修正效果.结果表明:改进的正交模型-正交模态方法可以使分析频率更好地逼近实验值,物理参数的修改也更加准确.

  • 标签: 模型修正 有限元 模态
  • 简介:电磁场节点有限元因未强加电场散度为零的条件而一直受到伪解出现的困扰.本文针对电磁共振腔问题,给出在频域的Maxwell方程表达式.通过引入Lorentz条件,推导出电磁共振腔二类变量和三类变量的变分原理,由此提出了新的电磁共振腔节点有限元,避免了伪解的出现.最后用子空间叠代求解了共振腔的本征值问题.数值算例表明本文方法是有效可行的.

  • 标签: 电磁波 有限元 共振腔 本征值 子空间叠代法
  • 简介:结合Liouville—Green变换,改进了求解变系数二阶线性齐次方程的渐近.并采用改进后的渐近研究了负载钢丝绳的固有振动问题,推导出了其固有振动的近似频率特征方程.实例计算表明,改进后的渐近不但比Bessel函数计算简便,而且计算精度也非常高.

  • 标签: 渐近法 负载 频率
  • 简介:描述了振动声系统建模技术的基本概念.根据域分解的连续性条件,讨论了界面的压力和速度连续以及阻抗连续,应用加权余量推导了两者的耦合模型.并用LMS/SYSNOISERev5.5进行了有限元数值模拟,计算结果与有限元结果符合得较好.通过比较两种连续性条件,发现前者更适合较小的计算模型而后者更适合较大的计算模型.最后对域分解提出了几个简单优化原则.

  • 标签: 声学 多域 域分解 Trefftz法
  • 简介:研究因结构激励导致的不规则形状的车厢封闭空腔声场.利用改进Trefftz方法,对复杂形状的车厢空腔进行声学系统简化波函数建模.结合声固耦合关系,利用加权残数处理边界条件,得出该声压稳态响应的波函数级数展开式,并给出了中低频噪声场的分析预测解.结合有源声控制理论,建立了复杂封闭腔体局部区域有源消声模型,并利用Matlab工具进行了数值仿真分析.仿真结果表明降噪效果良好,也证明了此方法的可行性.

  • 标签: Trefftz 封闭空间 主动控制 声固耦合
  • 简介:研究了不确定参数的Lorenz系统和Rossler系统的异结构同步问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用主动同步,自适应同步两种方法实现异结构混沌系统的同步,并且利用数值模拟来阐释理论的有效性.

  • 标签: 混沌系统 主动同步 自适应同步 LYAPUNOV稳定性理论