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  • 简介:当机械臂质量很轻,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.本文为了证实提出控制不期望残余振动方法,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压电陶瓷片(PZT)作为传感器来检测柔性臂振动.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,进行柔性臂振动主动控制实验研究.通过实验比较研究,结果表明采用控制方法可以快速抑制柔性结构振动,采用控制方法是有效

  • 标签: 柔性机械臂 主动振动控制 压电结构 变结构控制
  • 简介:定义对称轮轨系统对称性分岔概念,由数值积分得到系统时间响应并建立对称轮轨系统离散动态Poincare映射截面及其对称截面,提出“合成分岔图”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,发现系统存在大量对称运动形式,也存在很多不对称运动形式,系统对称性刚开始是通过不可捉摸突变而破坏

  • 标签: 轮轨系统 “合成分岔图” 对称/不对称 分岔
  • 简介:结构振动测试和损伤诊断中,较易得到结构低阶模态信息,但低阶模态信息主要反映结构整体性能,对结构局部损伤不敏感.本文主要研究框架结构高阶模态特性,并通过高阶模态米反映结构局部特征,实现框架结构损伤诊断.研究中采用理论模态分析和实验模态分析相结合方法.理论模态分析表明框架结构存在模态密集区且高阶模态具有局部特征.采用局部激振方法对一个钢筋混凝土框架结构模型施加激励,通过实验模态分析获取高阶局部模态信息.结果表明最大能量高阶模态可以识别框架柱刚度变化.

  • 标签: 模态分析 高阶模态 局部模态 参数识别 框架结构
  • 简介:对于平面上分段线性连续系统研究了同宿轨存在性及同宿分岔问题.该系统同宿轨存在性可以归结为两种情况:一种是由一个可见鞍点和一个可见焦点(或中心)组成系统;另一种是由两个稳定性相反结点重合于原点组成系统.本文对第一种情况给出了同宿轨存在充要条件,并研究了相应同宿分岔问题.

  • 标签: 分段线性 同宿轨 同宿分岔
  • 简介:非均匀单参数(Winkler)地基和双参数(Pastemak)地基上自由梁刚体模态与梁体一土体间相互作用有关,当约束或支承不影响梁平动和转动时,相应刚体模态则会出现.刚体模态频率和振型随地基不均匀性和基床系数变化而变化.基于哈密顿原理和变化运算,获得了考虑周围土体支承影响双参数地基梁振动特性,并分析了不均匀地基上自由梁广义刚体模态频率及其随地基不均性变化规律.

  • 标签: 双参数地基 自由梁 刚体模态 不均匀性
  • 简介:研究了受谐波激励作用下悬索非线性响应.基于索拟静态假设,同时考虑悬索几何非线性,首先利用Hamilton变分原理得到了悬索面内运动非线性方程.然后把悬索位移展开成固有模态级数和.并利用Galerkin方法得到一个有限维动力系统.再利用打靶法和延拓方法研究了悬索周期运动.同时利用数值积分研究了超谐波共振区一些非周期运动.最后讨论了激励幅值对悬索周期运动影响.

  • 标签: 悬索 非线性振动 延拓方法 周期运动
  • 简介:磁悬浮固有系统是非线性,也是本质不稳定,其稳定性设计比较复杂,特别是在受到较大干扰和对象参数发生较大变化时,系统容易失去稳定并发散。理论分析与试验表明,这种现象数学解释就是系统出现了HOPF分岔。为此,本文提出了一种用HOPF分岔规律调整非线性系统PID控制器参数自适应设计方法,通过辨识干扰或者对象参数变化,自动调整控制参数,使闭环系统远离HOPF分岔点,从而继续保持稳定,以悬浮质量突变为例仿真表明,由此整定悬浮控制比例增益参数,可使磁悬浮系统获得较大状态稳定范围,并有效回避自激振动。

  • 标签: 磁悬浮 HOPF分岔 自适应控制
  • 简介:为了更快速、高效地确定含润滑铰间间隙对机构动态特性影响,文中建立了一种新计算思路.首先,通过理想机构与含间隙机构运动学模型求出间隙力,进一步把间隙力以主动力形式带入动力学方程,得到机构相应动态特性.然后,以含间隙与润滑曲柄滑块机构为例,基于二状态接触模型与流体润滑模型,对比分析该模型与干摩擦模型,来进一步验证该方法正确性与可行性.Simulink仿真数据表明,文中建立模型能有效地抑制机构振动,动态特性更接近于理想模型,符合实际情况.

  • 标签: 接触模型 铰间间隙 流体润滑 SIMULINK
  • 简介:从非线性动力学角度分析了Nakamura模型中各参数对周期振动影响,揭示了人行桥侧振过程中各因素:如桥上行人重量,同步人群比例,行人同步与桥自振频率之间关系描述函数等如何影响桥侧振振幅.理论分析和实测数据发现:桥侧向振幅过大时,描述行人产生侧向力与桥频率关系函数不一定为1.0,且完全有可能远离1.0.

  • 标签: Nakamura模型 人行桥 侧振 同步
  • 简介:采用神经元二维映射模型,通过数字仿真研究了高斯白噪声对神经元非线性动力学特性影响.研究发现,噪声可以诱导具有次阈值输入信号神经元产生动作电位和随机共振.随机共振现象产生与否和噪声强度大小以及输入信号频率具有密切关系.另外,还研究了系统控制参数对随机共振现象影响.

  • 标签: 神经元二维映射模型 高斯白噪声 动作电位 随机共振
  • 简介:结构损伤前后动力特性变化来快速、直接、方便地判定损伤存在、程度及位置.本文采用曲率模态对刚架结构损伤检测进行了研究.首先用有限元法计算出结构位移模态振型,然后用差分法计算出曲率模态振型.数值模拟结果表明:曲率模态振型对结构损伤敏感,可同时确定结构损伤存在、程度和位置,并且可以用于结构多位置损伤检测.实验结果证实了数值模拟结论.

  • 标签: 模态振型 结构损伤检测 差分法计算 动力特性 有限元法 刚架结构
  • 简介:利用计算流体力学软件Ansys/FlotranCFD,首先对粘性不可压缩流体固定圆管绕流进行了数值模拟,然后结合逐步积分法完成了同时考虑纵横两向弹性支撑圆管绕流旋涡脱落诱导振动数值模拟,并通过快速傅立叶变换,得到了弹性支撑圆管和固定圆管升力及弹性支承圆管横向位移响应功率谱.通过计算结果分析,得出了一些有价值结论,可供从事具有圆管绕流构件设备设计工程技术人员参考.

  • 标签: 数值模拟 诱导振动 旋涡脱落 圆管 绕流 快速傅立叶变换
  • 简介:以单壁纳米碳管为例,建立了其分子动力学模型,并对(5,5)和(10,10)扶手椅型纳米碳管与刚性壁正碰撞过程和简谐纵波传播过程进行了模拟.在此基础上,探讨如何用弹性杆模型来研究纳米碳管动力学问题.研究表明,弹性杆模型可以描述单壁扶手椅型纳米碳管与刚性壁高速碰撞动力学行为;对于纵波传播中色散描述,则需在弹性杆模型中计入纳米碳管微结构引起非局部弹性效应.

  • 标签: 纳米碳管 冲击 色散 分子动力学模拟
  • 简介:针对四维超混沌LC振子系统,设计了非线性控制器.理论证明了该控制器可使受控超混沌LC振子系统按指数速率追踪任意给定参考信号,并实现了超混沌LC振子系统与不同维数混沌系统异结构同步.数值仿真实验验证了该控制器有效性.

  • 标签: 超混沌LC振子系统 主动追踪控制 异结构同步
  • 简介:本文在Birkhoff框架下,采用离散变分方法研究了非Hamilton系统-Whittaker方程数值解法,并通过和传统Runge—Kutta方法进行比较,说明了在Birkhoff框架下研究非Hamilton系统可以得到更加可靠和精确数值结果.

  • 标签: Whittaker方程 BIRKHOFF方程 离散变分方法
  • 简介:传统PID控制在控制系统中有广泛应用,但是由于其在参数整定过程中对于对象模型过分依赖,并且参数一旦整定计算好后,在整个控制过程中都是固定不变,而在实际系统中,由于系统状态和参数等发生变化时,过程中会出现状态和参数不确定性,系统很难达到最佳控制效果.为了改善传统PID控制效果,又充分利用现有PID控制研究成果,采用BP神经网络对PID参数进行整定,并对该系统进行了仿真分析.仿真结果表明,采用BP神经网络整定PID控制较传统PID算法及BP网络算法都有较大程度提高.

  • 标签: 神经网络 PID控制 整定
  • 简介:在经典Dtfffing振子中引入分数微分型阻尼项,推导了高效率数值计算格式,对其表现出来特有的非线性现象进行讨论.研究表明:分数微分型阻尼分数阶值较小时,振子将出现倍周期分岔并导致混沌.在不同外激励频率下,分数微分型Duffing振子会呈现对称性破缺、分岔、混沌等强烈非线性现象;在一定参数范围内,分数微分型Duffing振子较经典Duffing振子,在较小激励下即可进入混沌.

  • 标签: 分数微分 DUFFING振子 NEWMARK法
  • 简介:研究了弹塑性梁系统动力学特性.从弹塑性梁非线性本构关系出发,同时考虑几何非线性,用虚功原理建立单个梁动力学变分方程,利用假设模态法离散.在此基础上引入运动学约束关系,建立了弹塑性梁系统刚-柔耦合动力学方程.对重力作用下柔性单摆和双摆数值仿真结果表明,塑性应变引起横向变形绝对值增大和横向振动振幅衰减,在角加速度突变时塑性效应最为显著.

  • 标签: 弹塑性梁系统 非线性本构关系 动力学
  • 简介:本文对移动车辆作用下桥梁系统振动能量俘获进行了研究.将车辆模型简化为车轮--弹簧--阻尼器--簧上车身质量体系,桥梁简化为对边简支对边自由板模型,压电俘能结构采用粘贴有压电晶体材料悬臂梁并在其末端附加一质量块.对于这个耦合动力学模型,首先,通过板壳振动理论推导出了移动车辆作用下板运动微分方程;其次,根据欧拉伯努利梁振动理论和基尔霍夫第一定律得到了以桥梁振动响应作为激励悬臂梁动力学--压电耦合方程;最后,对耦合运动微分方程进行了求解并对其数值模拟结果进行了分析.结果表明:采用设计压电俘能结构可以有效地收集桥梁系统振动能量,而压电装置位置、压电梁厚度、集中质量、车辆速度对压电俘能效率都有一定影响.

  • 标签: 振动响应 俘能 压电 桥梁
  • 简介:提出了一种基于频响函数扩展模型修正方法,利用该方法对IASC-ASCESHMBenchmark结构进行了损伤识别.结果表明,该方法能够有效消除模态分析误差,保证修正过程中矩阵物理意义明确,降低测量噪声对修正影响.在模型误差、测量噪声以及质量刚度分布不确定等因素影响下,该方法共有较高损伤识别精度.

  • 标签: 损伤识别 模型修正 扩展 频响函数