• 2005年第3卷第3期文章目次
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    • 挠性飞行器姿态稳定鲁棒变结构控制

      2005, 3(3):1-6.

      摘要 (553) HTML (0) PDF 0.00 Byte (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对三轴稳定卫星的模型参数存在不确定性,设计了一种鲁棒变结构控制器,它能确保系统在一定条件下具有全局渐近稳定性,并且系统在一定条件下能在有限的时间内到达滑动平面,具有鲁棒到达条件,同时控制律实现简单.采用积分型滑动平面,能保证系统在到达滑动平面后具有良好的性能.最后根据卫星参数给出了具体的数值算例,数值仿真结果良好.从数值仿真结果来看控制器在存在较大不确定性情况下(考虑系统转动惯量有5%的不确定性)依然保持良好性能,具有很强的鲁棒稳定性.而且,采用边界层改进控制器后,能有效地解决抖振问题,同时控制器的性能基本保持不变,说明鲁棒变结构控制器的设计是有效的.

    • 多体系统传递矩阵法不须进行违约修正的验证

      2005, 3(3):7-12.

      摘要 (314) HTML (0) PDF 0.00 Byte (579) 评论 (0) 收藏

      摘要:对一含有完整约束的多体系统在平面、空间中的运动规律进行了计算机仿真研究.采用通常动力学方法,以卡尔丹角作为位置角建立和求解动力学方程,并对进行和不进行违约修正的仿真结果进行了比较.然后采用多体系统离散时间传递矩阵法进行了计算机仿真.仿真结果表明多体系统传递矩阵法在不进行违约修正的情况下,仍能保证完整约束不被违反.与通常动力学方法相比,多体系统传递矩阵法不需进行违约修正.

    • 谐和激励与随机噪声作用下具有势的Duffing振子的混沌运动

      2005, 3(3):13-22.

      摘要 (312) HTML (0) PDF 0.00 Byte (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了具有同宿轨道、异宿轨道φ6势的Duffing振子在谐和激励与高斯白噪声激励联合作用下的混沌运动.基于同宿分叉和异宿分叉,由Melnikov理论推导了系统存在混沌的必要条件以及出现分形域边界的充分条件.结果表明:噪声的存在,降低了混沌运动的阈值,增大了参数空间的混沌域.进一步的研究发现,随着噪声幅值的增大,导致混沌运动的谐和激励的临界幅值单调减小.最后,数值模拟了系统的Lyapunov指数,由最大Lyapunov指数为零得到了系统产生混沌运动的另一个阈值,并且发现此阈值也随着噪声幅值单调减小.最后进一步用Poincare截面研究了噪声对系统运动的影响.

    • 基于场方法的非线性系统求解

      2005, 3(3):23-26.

      摘要 (264) HTML (0) PDF 0.00 Byte (475) 评论 (0) 收藏

      摘要:用场方法联立多尺度法求单自由度的非线性系统的近似解.将两个状态方程中的一个状态变量看作是另一个状态变量和时间的一个场函数,把原系统化为求解具有初始条件的基本方程.通过多尺度展开,逐个摄动方程求解,获得了振幅和相位的一阶近似微分方程.作为例子,求得了非线性振动系统的一阶近似解,并和数值解进行比较,两者吻合较好.

    • T-S模糊时滞系统的时滞相关鲁棒稳定新判据

      2005, 3(3):27-31.

      摘要 (268) HTML (0) PDF 0.00 Byte (517) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型描述的非线性时滞系统的稳定性和H∞扰动抑制问题.利用线性矩阵不等式(LMI)技术,导出了一种满足优化H∞性能的时滞相关稳定新判据.该判据不仅适用于系统时滞变化率大于1的情形,且与现有方法相比具有更小的保守性.数值仿真结果证明了所提方法的有效性.

    • 关联噪声对线性系统信噪比的影响

      2005, 3(3):32-35.

      摘要 (281) HTML (0) PDF 0.00 Byte (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了关联白噪声对具有偏置信号调制噪声的线性模型的信噪比的影响.通过计算噪声的指数形式的积分,推导出了一阶矩、相关函数和信噪比的精确解析表达式,并且发现加性噪声能够增强信噪比,而乘性噪声使信噪比减小.噪声之间的关联性能够使信噪比增大,增强输出的信号强度.该结果可应用于光通信系统,对改善输出信号的质量有应用价值.

    • 一种检测动力系统振动频率的新方法

      2005, 3(3):36-40.

      摘要 (149) HTML (0) PDF 0.00 Byte (451) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了检测动力系统的振动频率,建立了动力系统的拓扑空间u和非平稳正弦函数空间M.采用拓扑反变理论把空间u映射到已知的空间M中,通过拓扑反变算子f∶u→M检测未知的空间u振动频率.求出这个反变算子后,通过Poincaré映射给出该反变算子稳定的存在条件.通过此方法即能够检测出动力系统振动特征频率的瞬变性,同时该方法具有较强的抗干扰能力.实验测试结果表明该方法是可行的.

    • 基于刚体运动与弹性运动的机械系统动力学建模研究

      2005, 3(3):41-46.

      摘要 (323) HTML (0) PDF 0.00 Byte (595) 评论 (0) 收藏

      摘要:讨论了具有刚体运动与柔性变形的机械系统的动力学建模.将刚体自由度与弹性变形自由度看作广义坐标,利用有限元法对具有刚性运动与弹性变形的机械系统的运动与变形进行了描述,得到了以刚体位移与弹性变形位移表示的单元的广义惯性力;从应力应变入手,得到了表示单元弹性变形与几何非线性变形的结构刚度矩阵与几何非线性刚度矩阵,使用Kane方程推导了弹性连杆机构的单元运动方程.这种建模方法,可以使用在任意结构的机械系统.

    • 集中谐载力作用下三边固定一边自由板的受迫振动

      2005, 3(3):47-51.

      摘要 (545) HTML (0) PDF 0.00 Byte (439) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用混合变量最小作用量原理求解了三边固定一边自由矩形板在任意集中谐载作用下的受迫振动问题,建立了求解这类问题受迫振动稳态解的新方法.对于结构工程抗震问题中的振动分析给出了一个新的解决途径.所获得的计算结果,跟现有的文献进行比较证明了其正确性.因此该方法不仅具有重要的理论价值,而且可以为工程实际直接采用.

    • 非线性磁悬浮控制系统的周期运动稳定性研究

      2005, 3(3):52-55.

      摘要 (601) HTML (0) PDF 0.00 Byte (610) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过分析基于串级PID控制器的非线性磁悬浮系统的hopf分岔现象,从控制参数与系统周期解稳定性的关系角度阐述磁悬浮系统产生振动的原因之一.给出了串级PID控制算法,建立了四阶磁悬浮系统动力学模型,并得出了控制参数的渐近稳定范围和hopf分岔条件.采用中心流形定理方法得到二阶降维模型,通过计算其PB规范形得到hopf分岔的稳定性以及对应极限环的振动频率.分析结果表明基于串级PID控制的磁悬浮系统具有一个不稳定的hopf分岔点,在该点附近系统将会产生频率约为5~7赫兹、持续但最终发散的振动.

    • 一种CMAC网络模型及其在机器人控制中的应用

      2005, 3(3):56-62.

      摘要 (473) HTML (0) PDF 0.00 Byte (865) 评论 (0) 收藏

      摘要:小脑模型关节控制器(CMAC)具有学习算法简单、在线学习速度快的优点,非常适于机器人等复杂系统的自适应控制.本文阐述了CMAC的原理,证明了其收敛性,提出了一种适合于机器人轨迹跟踪控制的CMAC,并给出了仿真实验结果.

    • 粘弹性传动带的分岔特性和混沌振动分析

      2005, 3(3):63-68.

      摘要 (310) HTML (0) PDF 0.00 Byte (638) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了粘弹性传动带横向振动的分岔特性和混沌动力学行为.将传动带视为沿轴向运动的抗弯刚度较小的粘弹性梁模型,同时考虑变形的几何非线性和材料的非线性因素,运用弹性力学方法建立了其横向振动的偏微分方程,利用Galerkin方法得到了时空坐标解耦的二阶非线性动力学方程,重点探讨了带速波动对系统动态特性的影响.采用数值方法对系统的运动响应进行仿真,分岔图和Poincaré图表明:随着平均带速和波动幅值的变化,系统出现周期振动和混沌振动,倍周期分岔是产生混沌振动的途径.

    • 有初始缺陷复合材料梁在湿热状态下混沌运动

      2005, 3(3):69-72.

      摘要 (244) HTML (0) PDF 0.00 Byte (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:在考虑剪切变形的影响基础上,研究了有初始缺陷复合材料梁在湿热状态下的混沌运动,并讨论分析了剪切变形、初始缺陷、温度、湿度等因素对混沌运动区域的影响.得到了以下结论:当温度升高时,非完善复合材料梁发生混沌运动区域增大;当初始缺陷程度增加,非完善复合材料梁的混沌运动区域越来越小;湿度升高时,非完善复合材料梁发生混沌运动区域增大;当考虑剪切变形影响时非完善复合材料梁的混沌运动区域变大;在湿热状态下理想复合材料梁的混沌运动区域要比非完善复合材料梁的混沌运动区域大.

    • 板类结构动力检测与控制中的一种新方法

      2005, 3(3):73-77.

      摘要 (329) HTML (0) PDF 0.00 Byte (612) 评论 (0) 收藏

      摘要:曲率模态在结构动力检测中具有对动力结构损伤部位非常敏感的特性,传统方法主要是运用中心差分法求解曲率模态.由于中心差分法的计算精度依赖于测点分布的紧密程度,这样就使动力检测结果具有很大的误差.本文利用函数的契贝雪夫多项式的展开式具有很高的逼近特性,提出了板类结构动力检测的曲率模态算法——契贝雪夫多项式算法,构造出了板类结构振型的契贝雪夫多项式函数.对该函数进行求二阶偏导得到x和y方向的曲率模态,进而求出结构损伤前后的曲率模态差.该方法可为结构损伤检测提供可靠的数据,从而达到良好的检测控制效果.

    • 超声电机定子的动力学特性仿真

      2005, 3(3):78-82.

      摘要 (312) HTML (0) PDF 0.00 Byte (507) 评论 (0) 收藏

      摘要:将行波超声电机的两相振动简化为两自由度系统,建立了基于模态假定的动力学方程.基于机电类比建立定子系统的传递函数及导纳表达式,通过有限元计算及实验测量确定模型参数,在此基础上建立了定子动力学模型的仿真模型.结果表明该模型可用于进行定子的参数化设计及性能的预测.

    • 九点控制电机在手动变速器换挡同步中的应用

      2005, 3(3):83-85.

      摘要 (263) HTML (0) PDF 0.00 Byte (485) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍一种新型的智能控制器—九点控制器.根据汽车变速器换挡工作的特点,利用九点控制电机对汽车变速器换挡进行控制,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真分析.仿真结果表明:基于九点控制的智能控制器,能有效改善汽车换挡品质,提高操纵稳定性和乘坐舒适性.

    • 毗邻建筑非平稳随机地震响应LQG控制问题的闭合解

      2005, 3(3):86-91.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 0.00 Byte (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了毗邻建筑在非平稳随机地震激励下的LQG控制问题.首先建立了主动液压传动装置连接的毗邻建筑在地震激励下的动力方程,然后采用复模态分析得到系统的动力特性,包括模态频率和模态阻尼比;通过引入成形滤波器来描述地震功率谱密度函数,最终利用虚拟激励法和留数定理推导出LQG控制问题的闭合解.算例结果表明:只要适当选择LQG控制器参数,LQG控制可有效地减小两栋建筑的地震响应,并且其响应达到稳态的速度比无控时要快得多.

    • 路面施工机群沥青混合料的混杂控制研究

      2005, 3(3):92-96.

      摘要 (599) HTML (0) PDF 0.00 Byte (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前国内工程机械机群的研究主要集中在单机智能化与机群智能调度与监控的研究,以实现机群系统的最优资源配置、最优工作效率和最佳工作质量为目标.然而这些研究大多缺乏控制理论的支持,故很难分析系统的可控性、稳定性和鲁棒性等性能指标.本文分析了路面施工机群的混杂特性,并以路面施工中沥青混合料供求为对象,给出了具体的混杂控制方法.

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