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  • 简介:建立了道路岔口处车辆分流时的种流体力学格子模型.推导出了该模型的线性稳定性条件.通过非线性稳定性分析得到MKdV方程,进而可用MKdV方程的扭结.反扭结解去描述交通阻塞现象.结果显示:主干道车辆换道率的增加能够使共存曲线下降,从而起到提高主干道车流的稳定性的作用.

  • 标签: 交通流格子模型 岔路口 分流 MKDV方程 孤立波
  • 简介:结合材料力学中曲率的概念,利用格罗斯曼理论计算气动力,应用拉格朗日方程建立了类大展弦比机翼的非线性动力学模型.对该模型进行了无量纲化处理,利用第李雅普诺夫量研究了该系统由稳态平衡解向Hopf分岔解(颤振运动)演化的临界条件和路径,以及系统发生benign颤振(超临界)、catastrophic颤振(次临界)的识别条件.利用规范性理论、Hopf分岔定理研究了模型的颤振行为,并研究了不同展弦比对颤振速度的影响.数值模拟验证了理论分析的结果.

  • 标签: 大展弦比机翼 颤振 稳定性 分岔
  • 简介:强非线性系统经引入参数变换,并在定的假设条件下,可转化为弱非线性系统.将其解展成为改进的傅立叶级数后,利用参数待定法可方便地求出强非线性系统的共振周期解.研究了Duffing方程的主共振、VanderPol方程的3次超谐共振和VanderPol-Mathieu方程的1/2亚谐共振周期解.这些例子表明近似解与数值解非常吻合。

  • 标签: 非线性系统 共振 参数变换 傅立叶级数 渐近法
  • 简介:基于压电效应设计了种包含屈曲梁、质量块和非线性弹簧的新型压电俘能器结构,并对其进行了振动响应分析.首先基于Euler—Bernoulli梁理论,利用Hamihon原理建立了压电俘能器结构的非线性动力学方程,通过Galerkin离散后数值分析了结构参数对系统阶固有频率的影响;进步利用多尺度法对系统进行摄动分析,研究了系统的稳态幅频特性,数值分析了各系数对幅频响应曲线的影响,结果表明该结构在简谐激励作用下会存在多种跳跃现象;最后数值分析了压电俘能器的发电性能,讨论了激励幅值和初始静挠度对发电电压的影响.

  • 标签: 能量采集 屈曲梁-质量-弹簧系统 幅频特性 非线性振动
  • 简介:本文利用基于线性系统稳定性准则的SC混沌比例投影同步方法,提出种全新的多进制数字信息混沌保密通信方案.将多进制数字信号调制到发送端系统的雅克比矩阵和比例因子中,然后在接收端构造的子系统中判断并解调出数字信号.以传输10进制数字信息为例,利用Lorenz混沌吸引子进行数值模拟仿真,详细分析了通信过程中数字信息的同步性、安全性以及解码精度.仿真结果和数值分析证明了该多进制数字信息混沌调制方案的正确性和有效性.

  • 标签: 保密通信 混沌调制 数字信息 投影同步 雅克比矩阵
  • 简介:根据三维混沌系统Lorenz吸引子和Chen’s吸引子线性部分的系数特征,构造了个三维非线性动力系统,并研究了其混沌动力学特征,包括相轨迹图、最大Lyapunov指数、Lyapunov指数谱和Poincare映射,这些特征都表明,该系统具有混沌吸引子。

  • 标签: 混沌反控制 三维混沌系统 LYAPUNOV指数 POINCARE映射
  • 简介:将同伦理论和参数变换技术相结合提出了种可适用于求解强非线性动力系统响应的新方法,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,将非线性动力系统的求解问题,转化为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:运用Galerkin方法讨论了类具有记忆项的耦合非线性抽象方程组的初值问题,根据方程组的特点,巧妙地对个方程进行相加,并结合微积分的性质得到了所要的结果,然后研究收敛性,最后证明了方程组整体弱解的存在性.

  • 标签: 记忆项 耦合 非线性 抽象方程组 整体解
  • 简介:应用动力系统分岔理论和定性理论研究了类非线性Degasperis-Procesi方程的行波解及其动力学性质,并结合可积系统的特点,利用哈密尔顿系统的能量特征,通过Maple软件绘出其相轨图,再根据行波与相轨道间的对应关系,揭示了不同类型的行波解间的转变与参数变化的关系,并且给出了不同行波间相互转换的参数分岔值,从根本上解释了Peakon产生的原因,数值模拟验证了该方法的正确性,最后给出了相应行波解的表达式。

  • 标签: 孤立波 周期波 尖波 Degasperis-Proeesi方程 动力系统分岔理论
  • 简介:首先研究了非线性随机动力系统所对应的Fokker-Planck-Kolmogorov(FPK)方程.其次,讨论了微分方程的三阶TVDRunge-Kutta关于时间的离散差分格式以及关于空间离散的五阶WeightedEssentiallynonOscillatory(WENO)差分格式,并将其相结合,得到FPK方程的TVDRunge-KuttaWENO差分解,并与FPK方程的精确解进行了比较.数值结果表明,该方法具有良好的稳定性,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:基于Poincaré映射方法对自由度碰撞系统进行研究.经过详细的理论演算得到单碰周期1/n的亚谐周期运动的存在性判据,并能精确地找到亚谐周期运动的初始位置.表明碰振系统的周期运动研究可以通过解析与数值方法的结合去实现.数值模拟表明了亚谐周期运动的存在性判据的正确性,并通过计算Jacobi矩阵的特征值可判断周期运动的稳定性及分岔.

  • 标签: 碰撞系统 亚谐运动 POINCARÉ映射 稳定性
  • 简介:对含有非线性时滞位移的vanderPol-Duffing方程进行了研究,着重研究了时滞参数对vanderPolDuffing系统Hopf分叉及极限环幅值的控制.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的关系,分析时滞参数对幅值大小的影响,并着重讨论了不改变振动频率情况下对幅值的控制.通过对零解的稳定性分析,得出Hopf分叉产生的条件.最后用数值计算的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:利用群论的方法研究系统的对称性,可以将对称系统分解为系列互相独立的子系统,使系统的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的计算量,这点对于大规模系统的控制尤其重要.简要介绍了利用系统对称性简化Lyapunov方程和Riccati方程的求解,以及计算控制系统的范数等几个例题,这些都是H2和H∞控制中常见的计算问题.

  • 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:利用试探函数法,将个难于求解的非线性偏微分方程化为个易于求解的代数方程,然后用待定系数法确定相应的常数,简洁地求得了类非线性偏微分方程的精确解.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:工程中存在着大量的具有迟滞非线性恢复力的结构与构件,但迟滞非线性系统既是非线性的,又是非解析的,造成其参数识别十分困难,阻碍了迟滞非线性模型在工程中的应用.本文提出了种基于小生境遗传算法的迟滞非线性系统参数识别方法,该方法在遗传算法中引入了新的参数——个体活动半径.利用本算法对木结构剪力墙的BW模型参数进行识别,识别结果误差较小,验证了算法的有效性。

  • 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:针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的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相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号的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的收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.

  • 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内共振下的周期解分叉.首先,根据vonKarman方程推导出四边简支薄板的运动控制方程,利用Galerkin方法得到参数激励和外激励联合作用下的个自由度的运动方程.然后,通过引入周期变换和相应的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的正确性.

  • 标签: 周期解 次谐Melnikov函数 周期变换 薄板
  • 简介:研究了类具有时滞及非线性特性发生率的SIRS传染病模型,首先利用特征值理论分析了无病平衡点和地方病平衡点的局部稳定性;并以时滞τ作为分岔参数,分析了模型的Hopf分岔行为,运用中心流形定理和规范型理论给出了分岔方向及分岔周期解稳定性的计算公式;最后,数值模拟验证了理论分析结果.

  • 标签: 稳定性 时滞 非线性发生率 阶段结构 HOPF分岔