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  • 简介:基于Poincaré映射方法对一类两自由度碰撞系统进行研究.经过详细理论演算得到单碰周期1/n亚谐周期运动存在性判据,并能精确地找到亚谐周期运动初始位置.表明碰振系统周期运动研究可以通过解析与数值方法结合去实现.数值模拟表明了亚谐周期运动存在性判据正确性,并通过计算Jacobi矩阵特征值可判断周期运动稳定性及分岔.

  • 标签: 碰撞系统 亚谐运动 POINCARÉ映射 稳定性
  • 简介:通过设置涡核模型角度条件,使涡核模型在极限状态下仍保持收敛,进而改进了利用Biot-Savart定律计算直线涡元对空间任意一点诱导速度模型;桨叶气动模型采用Weissinger-L升力面理论模拟;自由尾迹求解采用PIPC松弛迭代算法结合具有二阶精度CB2D时间步进算法.利用上述模型和算法对某型号旋翼尾迹进行数值计算,结果显示:利用改进涡核模型计算桨尖涡径向位移收缩更加明显,这与实际情况更加接近;利用改进涡核模型得到自由尾迹结果与实验数据吻合更好.上述结论可以证明,新建立旋翼自由尾迹模型提高了原有模型准确性.

  • 标签: 无人机 旋翼 桨尖涡 直线涡元 诱导速度 自由尾迹
  • 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,消除微分方程约束同时降低设计空间维数;给出了平坦输出参数化描述伪谱法,并运用共形映射、重心插值等技术改善了微分矩阵病态特性,提高了路径规划精度.仿真表明:该方法能够较快规划出满足约束姿态机动路径,对工程应用具有一定参考价值.

  • 标签: 姿态机动 微分平坦 共形映射 Chebyshev伪谱法
  • 简介:用微分求积法分析了轴向移动粘弹性梁非平面非线性振动动力学行为.轴向移动粘弹性梁非平面非线性振动数学模型是一非常复杂非线性偏微分方程组.首先用微分求积法对其控制方程组进行空间离散,得到非线性常微分方程组,然后求解常微分方程组得到数值结果.在数值结果基础上结合非线性动力学理论,利用分叉图、时间历程图、相图对其非线性动力学特性进行了分析.

  • 标签: 微分求积法 轴向移动粘弹性梁 非平面振动 混沌 分叉
  • 简介:根据符号动力系统与真实动力学系统拓扑共轭特性,本文提出动态标架分割法,把动力学系统某时间变量序列转化成符号序列;运用Lemple-Ziv复杂度算法计算该符号序列复杂度值,据此对动力学系统复杂性进行分析,从而可以对动力学系统性质进行定性地判断,以杜芬振子为例,数值模拟结果表明基于动态标架分割法计算得到复杂度能够很好地描述系统复杂性,并可定性地判断系统性质。

  • 标签: 符号时间序列 动态标架分割法 Lemple-Ziv复杂度 动力学系统
  • 简介:对含有非线性时滞位移vanderPol-Duffing方程进行了研究,着重研究了时滞参数对vanderPolDuffing系统Hopf分叉及极限环幅值控制.首先采用摄动法从理论上推导出极限环幅值与时滞参数之间关系,分析时滞参数对幅值大小影响,并着重讨论了不改变振动频率情况下对幅值控制.通过对零解稳定性分析,得出Hopf分叉产生条件.最后用数值计算方法验证了理论计算结果,数值计算结果与理论结果相当吻合.

  • 标签: 摄动法 分叉控制 时滞动力系统
  • 简介:研究了横向气动载荷和参数激励联合作用下复合材料悬臂外伸矩形板在伸出过程非线性动力学问题.根据Reddy高阶剪切层合板理论,应用Hamilton原理建立了外伸板在横向气动力和参数激励作用下非线性动力学方程,其中横向气动力采用一阶活塞气动力.然后应用Galerkin方法对系统偏微分形式非线性方程进行离散,得到了一组时变系数非线性动力学方程.在此方程基础上,对复合材料悬臂外伸板进行了数值模拟分析,讨论了外伸速度对悬臂外伸板非线性动力学特性影响.

  • 标签: 复合材料悬臂外伸板 高阶剪切理论 活塞理论 HAMILTON原理 非线性动力学
  • 简介:以两对边简支另两对边自由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、在热/机械载荷共同作用下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亚谐共振情况下非线性动力学行为进行了摄动分析,得到系统四自由度平均方程,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影响,发现在一定条件下通过改变外激励可以改变系统运动形式,产生混沌运动.另外,第二阶模态幅值远比第一阶模态幅值大,这应该是两阶模态耦合产生内共振结果,因此,研究该类结构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相互作用,以便于更好地利用或控制其运动形式.

  • 标签: 功能梯度材料板 复合边界条件 混沌运动 内共振
  • 简介:利用试探函数法,将一个难于求解非线性偏微分方程化为一个易于求解代数方程,然后用待定系数法确定相应常数,简洁地求得了一类非线性偏微分方程精确解.将此方法应用到Burgers方程、KdV方程和KdV-Burgers方程,所得结果与已有结果完全吻合.本方法可望进一步推广用于求解其它非线性偏微分方程.

  • 标签: 非线性偏微分方程 试探函数法 精确解 BURGERS方程 待定系数法 KDV方程
  • 简介:基于线性矩阵不等式方法,提出了一种新考虑参数不确定性鲁棒H2/H∞控制器设计方法,并用于车辆主动悬架设计.假定系统不确定参数是范数有界,通过引入同一个Lyapunov矩阵来同时满足闭环系统也和H∞性能条件,把鲁棒H2/H∞控制器设计转化为具有线性矩阵不等式约束凸优化问题,进而应用内点法等凸优化技术进行求解.以四分之一车辆模型主动悬架设计为例,进行了数值仿真.结果表明,无论车辆簧上质量是否存在变异,鲁棒H2/H∞控制器均能给出很好控制效果.

  • 标签: 主动悬架 鲁棒H2/H∞控制 线性矩阵不等式 参数不确定性
  • 简介:用微分求积数值方法求解了轴向加速粘弹性梁横向振动控制方程,其方程是一复杂非线性偏微分方程.并在数值结果基础上利用分叉图分析了轴向定常加速度以及轴向加速度变化幅值对轴向加速粘弹性梁非线性动力学行为影响.

  • 标签: 非线性偏微分方程 数值解 混沌 分叉 微分求积法
  • 简介:研究了因与外部接触而发生局部非线性动力学系统.基于NOFRF理论,对系统中出现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表达式.证明了该类动力学系统各自由度之间高次谐波分量与原线性系统动柔度矩阵相关元素成正比关系,并据此提出了一种简洁局部非线性位置辨识方法.采用这种方法,可以通过结构体任意两个部位之间高次谐波分量比值关系,经过一次谐波激励而辨识出非线性具体位置.对一个多自由度系统进行数值仿真,验证了该方法有效性.

  • 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:随着航空航天事业发展,对各种材料性能要求也越来越高.而蜂窝夹层板在结构和性能上具有许多优点,已在航空航天等领域应用广泛,并在一些重要结构充当承力部件,但由于其特殊蜂窝结构,相对于一般板,在受力时会发生比较大变形,所以用非线性理论研究蜂窝夹层板结构,并考察不同参数对非线性振动特性影响,具有重要理论和实际意义.如今,蜂窝夹层板几何非线性问题已引起更多学者关注.在一般均质理论假设下,一些学者已经研究了各项同性蜂窝夹层板板非线性动力学特性.研究了一类受面内激励和横向外激励联合作用下四边简支蜂窝夹层板在主参数共振-1:2内共振时双Hopf分叉问题.首先利用多尺度法得到系统平均方程,然后结合分叉理论得到了系统分叉响应方程,根据对分叉响应方程分析,得到了六种不同分叉响应曲线并给出了系统产生双Hopf分叉条件.利用数值方法得到系统在参数平面的分叉集,通过对不同分叉区域分析发现,随着参数变化系统平衡点会分叉为两类周期解,随后周期解会通过广义静态分叉为准周期解,或者通过广义Hopf分叉为3D环面.

  • 标签: 双Hopf分叉 蜂窝夹层板 不变环面 周期解
  • 简介:利用参数互异Fitzhugh—Nagumo神经元构建了含耦合时滞无标度神经元网络模型,通过数值模拟方法,提出研究参数异质性和耦合时滞影响下神经元网络共振动力学.结果发现,当耦合项不含时滞时,适中参数异质性能够使得神经元网络对外界弱周期信号响应达到最优,即适中参数异质性能够诱导神经元网络共振响应,而且异质性诱导共振对耦合强度具有鲁棒性.更重要是,耦合时滞对参数异质性作用下神经元网络共振特性也有着显著性影响.当时滞约为信号周期整数倍时,神经元网络能够周期性地出现共振现象,即适当耦合时滞能够诱导神经元网络多重共振,而且这种现象在异质性参数适当范围内都能明显出现.

  • 标签: 共振 异质性 时滞 神经元网络 谱放大因子
  • 简介:为研究鱼雷涡轮机转子系统瞬态动力学特性,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瞬态响应历程.结果显示:考虑不同函数形式(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,最符合实际工况是分段函数形式升速过程,该过程过二阶临界转速共振峰值最小.本文工作可以为鱼雷涡轮转子系统优化设计提供参考.

  • 标签: 鱼雷涡轮机 转子系统 瞬态响应 传递矩阵法 Newmark-β积分法
  • 简介:工程存在着大量具有迟滞非线性恢复力结构与构件,但迟滞非线性系统既是非线性,又是非解析,造成其参数识别十分困难,阻碍了迟滞非线性模型在工程应用.本文提出了一种基于小生境遗传算法迟滞非线性系统参数识别方法,该方法在遗传算法引入了新参数——个体活动半径.利用本算法对一木结构剪力墙BW模型参数进行识别,识别结果误差较小,验证了算法有效性。

  • 标签: 迟滞非线性系统 参数识别 遗传算法 小生境 工程力学
  • 简介:为全面了解和准确预测两质点动力学系统运动特性.本文以具有固定边界两质点动力学系统为例,构建了用于研究双自由度质点运动系统余量谐波平衡解程序.解程序融合了谐波平衡与同伦方法优势,其高阶近似仅依赖于初始谐波近似,不需要根据前一阶近似进行调整.研究结果表明:本文给出2-阶近似频率比已有的方法结果更加精确,相对误差不同程度减小,相应近似响应与数值解更加吻合.因此,余量谐波平衡方法可广泛应用于其它质点动力学问题研究.

  • 标签: 双自由度振动系统 余量谐波平衡 高阶近似 频率响应
  • 简介:研究了作大范围旋转运动高度和宽度均沿着梁长度方向变化锥形悬臂梁动力学问题.采用Bezier插值方法对柔性梁变形场进行描述,考虑柔性梁纵向拉伸变形和横向弯曲变形,计人由于横向弯曲变形引起纵向缩短,即非线性耦合项.运用第二类拉格朗日方程推导出作旋转运动锥形梁动力学方程,并编制了动力学仿真软件,对作旋转运动锥形梁频率和动力学响应进行研究.结果表明:不同锥形梁截面的动力学响应和系统频率将有明显差异,因此对实际系统合理建模,将能得到更为精确结果.

  • 标签: 锥形梁 Bezier插值方法 锥度比 固有频率
  • 简介:针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦一个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了一种以异步电机在两相同步旋转坐标系下定子电流和转子磁链为状态变量基于滑模变结构思想转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高转子磁链观测准确度,对转子电阻变化具有很强鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统动静态性能.

  • 标签: 异步电机 转子磁链 滑模观测器