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  • 简介:提出力学系统Lagrange函数和第一积分之间存在一种新关联,在此基础上给出变分法逆问题一种新直接解法.证明系统Lagrange函数可以由带修正因子第一积分构成,导出修正因子应满足偏微分方程,运用此解法构建不同系统Lagrange函数和函数族,并讨论新解法特点.

  • 标签: 分析力学 变分法逆问题 微分方程 第一积分 LAGRANGE函数
  • 简介:失重作用可能在空间中构造理想球形液滴,它在空间流体科学、空间材料合成等中均有应用.在轨操纵中共振可能引起液滴变形而影响实验质量,了解液滴晃动特性对空间实验设计和避免与支撑结构共振都有帮助.用瑞利-里兹法研究了失重液滴自由晃动问题,给出了液滴自由晃动频率和模态函数.可利用表面上动力学条件研究自由液滴晃动特性,但由于耦合系统复杂,往往用能量法加以研究.该方法作为一种能量法,可为进一步研究失重环境中液滴和支撑结构耦合振动问题提供可行途径.

  • 标签: 瑞利-里兹法 晃动 自由液滴
  • 简介:提出了非线性保守系统周期运动Hermite插值解法.该方法首先将时间转换为周期运动时间,由此系统微分方程变为适用于Hermite插值形式.与Qaisi提出传统幂级数法不同,采用两点Hermite插值函数代替一点幂级数展开,保证了求解收敛性及精度.使用Hermite插值解法给出了一类非线性振子近似通解.研究表明,该近似通解不但可用于进一步分析振子振动特性,且具有较高精度.

  • 标签: HERMITE插值 幂级数法 DUFFING振子 周期运动 Duffing简谐振子
  • 简介:引入离散奇异内积法分析材料非线性圆柱动力响应.离散奇异内积方法是一种结合全局方法高精度和局域方法稳定性计算方法.数值分析过程中用离散奇异内积方法离散空间导数,用四阶Runge—Kutta法离散时间导数.计算结果表明,离散奇异内积格式求解结果和LP法求解结果非常吻合.说明离散奇异内积格式非常适合数值分析材料非线性圆柱动力响应问题,并且是一种具有很高精度,和可靠性高效算法。

  • 标签: 离散奇异内积法 小波分析 动力响应 材料非线性 RUNGE-KUTTA法 动力响应
  • 简介:在Birkhoff框架下,采用离散变分方法研究了非Hamilton系统一Hojman—Urrutia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框架下研究这类不具有简单辛结构非Hamilton系统可以得到更可靠和精确数值结果.

  • 标签: BIRKHOFF方程 Hojman—Urrutia方程 非Hamilton系统 离散变分计算
  • 简介:通过对龙虾心脏神经节模型研究,从非线性动力学角度对模型所产生簇发放做了详细分析,讨论了不同电生理参数条件下,模型簇发放中所蕴含着丰富动力学性质,如:峰峰间距(InterSpikeIntervals,ISis)加周期分岔和倍周期分岔等.通过模型分析结果可进一步理解龙虾心脏神经节动作电位簇发放中所蕴含丰富发放模式和节律编码.

  • 标签: 龙虾心脏神经节模型 簇发放 ISI 加周期分岔
  • 简介:利用哈密顿系统生成函数性质求解LQ终端控制问题,并给出了相应数值方法.针对现有文献中此类问题最优控制律在终端时刻存在无穷大增益情况,利用第二类生成函数性质求解哈密顿系统两端边值问题并构造了无终端奇异性时变最优控制律.然后根据哈密顿系统状态正则变换性质导出了求解生成函数系数矩阵微分方程和计算时变控制律矩阵递推格式.最后用所提出方法研究了以能量均衡消耗为约束条件卫星编队重构问题,设计了符合要求闭环控制系统并给出了数值仿真结果.

  • 标签: 最优控制 生成函数 哈密顿系统 编队重构 卫星
  • 简介:样品抓取与转移过程是深空探测关键环节及必须技术手段.本文研究了平行多连杆样品抓取机构捕获样品采集器并将其转移到指定位置动力学过程,建立了动力学方程,并通过adams软件建立了计算模型,对整个动力学过程进行了详细分析,对后续工作研究和设计提供了支撑.

  • 标签: 平行多连杆 样品抓取 动力学 研究
  • 简介:本文中,我们讨论了含参量分数阶微分系统基本分岔,即跨临界分岔、折叠分岔与音叉分岔.首先,根据分数阶Lyapunov方法,讨论了含参量分数阶微分系统稳定性,并给出了这些基本分岔相图.其次,根据Taylor展式与隐函数定理,研究了分数阶微分系统规范形,从而求出这些基本分岔拓扑规范形.

  • 标签: 分数阶微分系统 CAPUTO分数阶导数 折叠分岔 跨临界分岔 音叉分岔
  • 简介:采用多重反射法对受到外扰二组元周期梁结构频率响应进行了研究.施加至Ⅱ周期梁结构上外部扰动被假定为一入射波,传播波入射到不连续处会产生反射波和透射波,进而在周期结构中会产生多重反射和透射.首先,基于波多重反射,考虑施加扰动组元上波场;其次,由于波透射,分别考虑两个传播方向上其他组元波场,作为初始波场;最后,可先考虑某个组元右侧所有组元上向左传播波在其上叠加,作为一次迭代波场;再考虑某个组元左侧所有组元上向右传播波在其上叠加,作为二次迭代波场.依次类推,基于多重反射法,叠加了入射波引起多重反射和透射,得到了所有组元波场.给出了周期梁结构中任一点波幅与入射波幅之间函数关系,确定了受外扰周期梁结构传播常数及相应波场迭代次数.

  • 标签: 周期结构 弯曲波 波的反射 波的透射 频率响应
  • 简介:在分析磁流变阻尼器时滞特征,时滞对单自由度磁流变控制系统影响基础上,将磁流变阻尼器应用于高速机车系统振动控制中.从理论角度分析了基于磁流变阻尼器四分之一机车系统在主动控制下时滞问题,并进一步探讨了主动控制下时滞对高速机车系统整车悬挂系统影响.仿真分析了高速机车系统整车模型应用磁流变阻尼器后,在主动控制下时滞影响.结果表明,能够快速反映磁流变阻尼器并不能彻底消除控制系统时滞问题.磁流变主动控制系统在较大时滞影响下,高速机车振动加剧,安全性受到威胁,甚至失去控制.

  • 标签: 主动控制 时滞 高速机车 磁流变阻尼器
  • 简介:对含时滞半主动相对控制悬架系统进行了近似解析研究.首先建立了半主动相对控制1/4车体模型,进行了无量纲化处理,利用平均法建立了系统近似解析解应该满足四元代数方程组,然后利用数值方法进行了求解.随后通过MATLAB仿真得到了含时滞半主动相对控制悬架系统数值解,并且和近似解析解进行了比较,发现二者具有较好符合精度,说明近似解析解正确性.

  • 标签: 时滞 平均法 相对控制策略 近似解析解
  • 简介:将广义微分求积法(GDQR)用于分析输流曲管流致振动问题,这是一个新尝试.基于输流曲管面内振动微分方程,利用GDQR法使曲管系统在空间域上得以离散化,从而获得了输流曲管动力学方程组.数值算例中,计算得到了输流曲管在几种典型边界条件下固有频率以及曲管发生失稳临界流速等,这些计算结果与前人解析解结果吻合较好.此外,还给出了两端固定输流曲管典型动力响应行为.研究表明,GDQR法极易处理输流曲管这一类动力学模型,精度令人满意,进一步研究可望推广到输流管道非线性振动分析中.

  • 标签: QR法 流致振动 GD 广义微分求积法 振动微分方程 动力学方程组
  • 简介:依据电磁场方程及相应电磁本构关系,给出了作用于圆柱壳体上电磁力及力矩表达式.在此基础上,分别推得了纵向和横向磁场中圆柱壳体磁弹性轴对称振动方程.针对两端简支约束条件,通过位移函数设定,得到了相应有阻尼振动微分方程.通过算例,给出了系统衰减振动响应曲线图和相图,分析了磁感应强度和壳体厚度对系统振幅衰减速影响.结果表明,通过改变磁感应强度可以达到控制系统振动目的.

  • 标签: 磁弹性 圆柱薄壳 振动 电磁力
  • 简介:针对日益受到关注液体晃动问题,提出了一种基于浅水波理论研究方案.该方案采用浅水波理论而非势流理论导出系统控制方程,并通过哈密顿体系表达;利用中心有限差分法和Stormer-Yerlet算法进行空间和时间离散;模拟了不同初值条件下液体晃动情况并对比分析了影响系统非线性响应主要因素.结果表明,基于浅水波理论能有效解决液体晃动问题;与Euler格式对比,Stormer-Verlet算法精度较高;除共振外对于系统非线性响应影响容器初始位移比初始速度更显著;非共振情况一定条件下,充液容器运动过程中液体晃动能起到阻尼作用.

  • 标签: 液体晃动 浅水波理论 初值问题 数值模拟 非线性
  • 简介:薛定谔方程是量子力学基本方程,与经典物理中牛顿运动方程地位相当.本文针对哈密顿量与时间无关量子系统,应用分离变量法研究其量子力学定态解.分别给出了包含克尔型、饱和型以及五次非线性效应薛定谔方程定态解,并将所得解析解与数值解进行比较.两者完全吻合.

  • 标签: 非线性薛定谔方程 定态解 解析解
  • 简介:研究了1/2车非线性悬架模型在路面随机激励下非平稳振动响应,并基于随机最优控制理论对其进行主动控制.首先利用等效线性化方法将具有非线性阻尼及迟滞刚度非线性悬架模型线性化,然后将主动、被动悬架非平稳随机响应进行比较,结果表明非线性主动悬架性能要优于被动悬架.最后,通过MonteCarlo数值模拟验证了理论结果.

  • 标签: 非线性悬架 非平稳随机响应 等效线性化 随机最优控制
  • 简介:基于两种齿轮碰撞模型进行数值和实验研究比较:(1)含啮合间隙刚性碰撞齿轮系统,假设轮齿间碰撞在瞬间完成,边界为刚性;(2)含弹性约束和啮合间隙弹性碰撞齿轮系统,空隙范围内部齿轮自由运动,边界为弹性,用无质量弹簧一阻尼器描述.文中主要通过实验研究对两种齿轮接触模型动力学响应进行分析比较:首先用实验结果验证数值仿真的正确性,之后对两种不同齿轮传动系统在不同参数下实验数据和仿真结果分别进行比较,并对两种不同齿轮传动系统所展现复杂动力学现象进行分析.

  • 标签: 齿轮传动 碰撞 实验 频谱
  • 简介:采用弹性理论建立了功能梯度材料板静力平衡方程,利用静力平衡方程确定了功能梯度材料板中性面位置,在此基础上推导出了功能梯度材料板在均匀温度场中非线性振动及屈曲微分方程组,求得了功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲近似解,讨论分析了中性面位置、梯度指数、温度等因素对功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲影响.把该方法计算结果与有限元计算结果进行了比较,验证了该方法计算结果是可靠.算例分析表明,中性面位置对均匀温度场中功能梯度材料圆板非线性振动及屈曲有一定影响.

  • 标签: 功能梯度 材料 非线性 振动 屈曲 温度
  • 简介:研究了Lufie广义系统基于状态观测器控制器设计问题.通过使用Lyapunov稳定性理论,线性矩阵不等式方法,分别给出了状态反馈控制器和观测器设计方法,并建立了分离原理,进而得到了基于观测器控制器设计方法.所得结论对广义系统理论本身发展和实际应用都有非常重要意义.最后给出了仿真实例.

  • 标签: Lurie广义系统(LDS) 观测器 控制器 LYAPUNOV函数 线性矩阵不等式(LMI)