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  • 简介:首先研究了非线性随机动力系统所对应Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK)方程.其次,讨论了微分方程三阶TVDRunge-Kutta关于时间离散差分格式以及关于空间离散五阶WeightedEssentiallynonOscillatory(WENO)差分格式,并将其相结合,得到FPK方程TVDRunge-KuttaWENO差分解,并与FPK方程精确解进行了比较.数值结果表明,该方法具有良好稳定性,且可以解决其他方法在概率密度峰值处偏小,而在尾部处较大等缺点.

  • 标签: 非线性系统 FPK方程 有限差分法 TVD龙格-库塔格式 ENO格式 WENO格式
  • 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:利用群论方法研究系统对称性,可以将对称系统分解为系列互相独立子系统,使系统H2和H∞控制可以在低维子系统上设计实现,从而减少控制系统设计中计算量,这点对于大规模系统控制尤其重要.简要介绍了利用系统对称性简化Lyapunov方程和Riccati方程求解,以及计算控制系统范数等几个例题,这些都是H2和H∞控制中常见计算问题.

  • 标签: H2/H∞控制 群表示理论 对称系统 LYAPUNOV方程 RICCATI方程 应用
  • 简介:用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题解.以摆运动作为例子,对相关微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分.此时,速度为时间函数,把此函数称为目标函数.因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成个周期,从而此目标函数第2个零点便是运动周期.此外,在数值积分过程中,同时得到了位移函数.此法依赖于常微分方程数值解法和找函数零点对分法.某些其它非线性常微分方程解也得到研究.最后,给出了些例子和数值结果.

  • 标签: 目标函数法 非线性振动 数值解法 保守系统
  • 简介:为分析类含间隙结构振动特性及为保护特定子结构而预留间隙合理性,根据其振动试验结果,采用假设模态法思想,将该类带间隙非线性结构按其子结构阶弯曲模态简化为带间隙单自由度与二自由度弹簧-质量系统,分析了不同激励条件下间隙对系统动力学响应影响.分析结果表明:此类结构中,间隙具有阻碍振动传递性质,预留间隙是合理.

  • 标签: 间隙 假设模态法 固有频率 主共振 超谐共振
  • 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中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,可以通过结构体中任意两个部位之间高次谐波分量比值关系,经过次谐波激励而辨识出非线性具体位置.对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:利用试探函数法,将个难于求解非线性偏微分方程化为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:目前汽车发动机动力总成悬置系统设计主要任务是选择悬置元件刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定频率,并使各模态振型严格解耦,即各向振动能量解耦度等于1.本文从悬置系统自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计方程组,可以利用广义逆矩阵理论求该方程组解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组解,从而提供比当前悬置系统模态优化设计更为简便高效优化设计方法.相应算例验证了本文提出按预定频率严格解耦设计方程和求解方法正确性.

  • 标签: 发动机悬置系统 优化 谐振频率 预定频率 严格解耦
  • 简介:将振型向量与向量空间余弦因子概念相结合,提出了度量模型整体相关度定量指标.即计算模型和试验模型整体相关度指标VM,以此来修改计算模型局部参数方法.算例表明,相对于传统方法而言,该方法能更好表达出计算模型和试验模型之间相关关系,并且能有效用于工程实际.

  • 标签: 计算模型 试验模型 局部参数 整体相关度指标
  • 简介:研究类混合非完整系统运动.它可分为3个阶段:第1阶段为完整系统连续运动,第2阶段为冲击运动,第3阶段为非完整系统连续运动.后阶段初始条件由前阶段运动终了条件确定.举例说明结果应用.

  • 标签: 非完整系统 混合 连续运动 冲击运动 初始条件 一阶
  • 简介:把谱元法应用于刚架结构动力学响应计算和分析中.建立了杆和梁谱单元动力学刚度阵,针对刚架结构组装了整体动力学刚度阵,建立了整体结构运动方程,计算了结构固有频率和时域响应,并与采用有限元方法得到结果进行了对比.从结果中可以看出谱元法在数值模拟中独特优势.

  • 标签: 谱元法 刚架结构 固有频率 时域响应
  • 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颤振分析方法研究了某大展弦比机翼颤振特性,结果表明水平弯模态参与耦合降低了机翼传统模式线性颤振速度;然后研究了复合材料铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计方法.结果表明主刚度方向角变化主要引起了水平弯模态振型改变,般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态相对扭转振型节线位置向前缘移动;反之,该节线位置后移.进步非线性颤振分析,发现水平弯模态振型变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度明显改变,主要表现为该颤振型颤振速度随该阶模态相对扭转振型节线位置前移量增加而增大.通过两个算例验证了结论正确性.

  • 标签: 大展弦比 几何非线性 颤振 气动弹性剪裁 节线
  • 简介:针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了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
  • 简介:研究了类参数激励和外激励联合作用下四边简支薄板在1:1内共振下周期解分叉.首先,根据vonKarman方程推导出四边简支薄板运动控制方程,利用Galerkin方法得到参数激励和外激励联合作用下两个自由度运动方程.然后,通过引入周期变换和相应Poincar6映射推广了次谐Melnikov方法.最后,对系统进行数值模拟验证了理论正确性.

  • 标签: 周期解 次谐Melnikov函数 周期变换 薄板
  • 简介:非线性输出频率响应函数是由Voherra级数发展而来个新概念.对具有反对称阻尼特性隔振器,通过该概念推导出了振动传递性与系统非线性参数之间显式解析关系;进而系统地研究了非线性阻尼参数对隔振器力传递性能和位移传递性能影响.研究结果表明,虽然非线性隔振器在受正弦信号激励下会出现高次倍频分量,但对于其传递性能评估仍可简单地通过系统输入和输出信号基频分量之间关系来衡量;另外,反对称非线性阻尼能够有效地抑制隔振器在共振区力传递性和位移传递性,而在非共振区则基本无抑制效果.研究结果对于具有反对称阻尼特性隔振器分析与设计具有重要意义.

  • 标签: 非线性振动 VOLTERRA级数 非线性阻尼 隔振器
  • 简介:提出了种快速计算变截面铁木辛柯梁横向振动特性方法.基于铁木辛柯梁理论建立变截面梁横向振动方程,其梁截面参数如有效剪切面积、密度、弯曲刚度、转动惯量等沿梁轴线连续或非连续变化;首先将变截面梁等效为多段均匀阶梯梁;然后基于相邻两段连接处位移(位移、转角)和力(弯矩、剪力)连续条件,建立相邻两段模态函数间相互关系,并递推出首段段与末段模态函数相互关系,利用边界条件得到相应特征方程,使用Newton—Raphson方法计算其固有频率;最后针对梁常见边界条件,得到计算变截面铁木辛柯梁横向振动固有频率特征方程具体形式.用该方法计算-变截面梁在常见边界条件下前三阶固有频率.将计算结果同有限元计算结果进行比较,验证所提方法有效性.然后与欧拉-伯努利梁计算结果比较,验证了本文方法求解短粗梁固有频率具有更好适用性.

  • 标签: 铁木辛柯梁 变截面 固有频率 弯曲振动
  • 简介:提出了个新四维自治类新混沌系统.首先在整数阶下分析了该系统基本动力学特性.并利用数值仿真、功率谱分析了当参数固定时,分数阶新混沌系统随微分算子阶数变化时动力学特性.研究表明:当微分算子阶数为0.85时,分数阶新系统随参数变化经短暂混沌和边界转折点分叉而进入混沌.针对类结构部分未知分数阶混沌系统,基于Chebyshev正交函数神经网络,稳定性理论[14]和分数阶PI滑模面构造方法设计了种新型含有补偿器自适应非线性观测器,实现了分数阶新混沌系统投影同步.数值仿真验证了设计方法有效性.

  • 标签: 分数阶 动力学特性 投影同步 Chebyshev正交多项式 分数阶滑模面 补偿器
  • 简介:计算机病毒存在,使得很多计算机无法正常运行,并造成巨大损失.针对这种情况,提出类新型计算机病毒最优控制.控制首先对原有的计算机病毒模型进行改进,加入控制项,提出最优控制问题,并证明最优控制存在性,然后利用庞德里亚金极小值原理进行理论分析,最后进行数值模拟.数值模拟结果表明,在没有控制条件下,原模型得出基本再生数大于1,说明存在地方病平衡点,并且最终会导致病毒爆发,而数值模拟揭示,运用有效控制策略能够更好地抑制计算机病毒传播.

  • 标签: 计算机病毒模型 极小值原理 最优控制 数值仿真
  • 简介:采用连续介质理论与分子动力学模拟相结合方法,研究了氧化锌纳米线振动问题.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结果进行对比.研究表明,氧化锌纳米线在极化方向等效拉伸杨氏模量随着横截面尺寸增加而逐渐增大,且通过核壳模型分别求得核、壳拉伸杨氏模量.拟合得到等效拉伸杨氏模量与分子动力学方法获得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增加而增大.氧化锌纳米线极化方向压电耦合能力比般压电陶瓷好,压电常数随着横截面尺寸增加逐渐减小.氧化锌纳米线在不同温度条件下振动频率没有明显变化,在不同外电场条件下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振动频率越接近.

  • 标签: 氧化锌纳米线 分子动力学 尺寸效应 压电效应 振动