• 2006年第4卷第2期文章目次
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    • 参数γ对H∞控制系统动态特性的影响

      2006, 4(2):97-102.

      摘要 (190) HTML (0) PDF 0.00 Byte (266) 评论 (0) 收藏

      摘要:鲁棒控制系统的H∞范数代表了这个系统的抗干扰性能指标,本文通过实例研究了H∞范数γ的取值对控制系统动态特性几个方面的影响,包括对系统初值扰动响应特性、系统干扰抑制效果以及对闭环系统H∞范数的影响.由于H∞范数只是反映控制系统某一方面的性能指标,当它趋向于最小值时,系统的其它各项重要的性能指标(例如H2范数和动态响应特性等)往往不一定令人满意.文中的计算结果表明,H∞范数最优值几乎是系统其它动态性能指标变化的一个转折点,当设计参数γ在其最小值γopt附近变化时,引起其它性能指标的变化非常剧烈.这些结果同时表明综合考虑系统的各项性能指标以选取合适的γ值尚需进一步的讨论.

    • FokkerPlanck方程的非古典势对称群及新显式解

      2006, 4(2):103-108.

      摘要 (272) HTML (0) PDF 0.00 Byte (302) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文利用一种新方法对FokkerPlanck方程的非古典势对称群生成元进行研究,找到方程的几个非古典势对称群生成元,并采用非古典对称群方法由这些对称群生成元构造得到FokkerPlanck方程的相应显式解. 这些新显式解不能由FokkerPlanck方程本身的Lie对称或LieBacklund对称来获得. 在验证所求得显式解的过程中,还发现并得到了另外几个显式解.这些新显式解则不能由FokkerPlanck方程本身的Lie对称, LieBacklund对称或非古典势对称来获得.文章表明,通过偏微分方程的非古典势对称群生成元来寻找其显式解是可能的.

    • 具有奇异位置的多体系统动力学方程的改进算法

      2006, 4(2):109-113.

      摘要 (339) HTML (0) PDF 0.00 Byte (466) 评论 (0) 收藏

      摘要:多体系统进行数值仿真时,很多选择了微分代数混合方程作为多体系统动力学数学模型.本文在现有的约束稳定化理论基础上,提出了针对具有奇异位置的多体系统动力学方程的改进算法.算法通过修正速度违约和控制稳定项,讨论了具有奇异位置的微分代数混合方程的数值仿真问题并给出了稳定项中相关系数的建议值,从而有效克服了求解混合方程时因为构型奇异给计算造成的困难.算例分别采用改进算法与ADAMS软件进行仿真,计算结果的比较表明了改进算法的有效性.本文给出的基于能量守恒的能量差曲线也证明了改进算法的有效性.

    • 作平面运动的二维平面板的热耦合动力学问题

      2006, 4(2):114-121.

      摘要 (162) HTML (0) PDF 0.00 Byte (290) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究受到热冲击的作平面运动的二维平面板的温度场和动力学响应.考虑温度场和应变场的耦合,通过计算熵密度,建立了平面板的热传导变分方程,此外,在本构关系式中考虑热应变,基于平面应力假设建立了作平面运动的二维平面板的动力学变分方程.用有限元方法分别对温度场和变形场进行离散.最后,计算了作直线平动的平面板的温度场和变形场,揭示了温度和变形的相互耦合特征, 体现了板运动对温度和变形的影响.

    • 圆弧拱的面内非线性动力学分析

      2006, 4(2):122-126.

      摘要 (381) HTML (0) PDF 0.00 Byte (606) 评论 (0) 收藏

      摘要:对圆弧拱面内自由振动的频率和非线性内共振现象进行了研究.通过假设满足位移边界条件的振型函数对圆弧拱的面内非线性方程进行Galerkin一阶模态截断,先对派生系统的线性频率进行求解,就不同参数对频率的影响进行分析;然后利用多尺度法对离散模型进行求解.结果表明:截面高度对径向振动频率有显著影响,但是对切向振动频率影响很小;另外,就本文方程而言,可能存在三种内共振形式,但内共振现象的产生与否还决定于圆弧拱的边界条件.

    • 激光脉冲作用引起的梁形微谐振器的振动

      2006, 4(2):127-131.

      摘要 (134) HTML (0) PDF 0.00 Byte (206) 评论 (0) 收藏

      摘要:在激光脉冲作用下,有两个因素需要考虑:一个是热传导的非傅立叶效应,另一个是温度场与应变场的耦合导致能量耗散,使物体的机械能转化为热能,并且这是不可逆的.本文综合考虑上面两个因素,研究了激光脉冲作用下微米尺度梁谐振器的热弹性耦合问题.采用Fourier变换与Laplace变换相结合的方法求解梁的横向振动,并分析不同环境温度与能量吸收深度的影响.

    • Lorenz系统的分数阶控制算法

      2006, 4(2):132-135.

      摘要 (374) HTML (0) PDF 0.00 Byte (263) 评论 (0) 收藏

      摘要:引入了分数阶微积分理论及其在控制和混沌系统研究中的应用. 基于此种理论, 针对参数未知的Lorenz系统利用backstepping的方法, 设计出了作用在第三个状态上的分数阶控制器, 此种控制算法能够避免奇异点出现并且使得整个闭环系统稳定. 它还可以通过分数阶阶次的选择得到不同的控制效果来满足控制工程中的各种需要. 仿真试验验证了此算法的有效性.

    • 非经典阻尼系统的精确解

      2006, 4(2):136-144.

      摘要 (305) HTML (0) PDF 0.00 Byte (437) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种求解非经典阻尼系统的通用的解析方法,分别给出了多自由度非比例阻尼系统的自由振动和强迫振动的实数解的表达式. 自由振动归结为求解一个线性代数方程组, 把系统分为亚临界阻尼情况、退化阻尼情况和部分退化阻尼情况分别进行了讨论. 对于强迫振动,研究了系统的稳态解和瞬态解,求解过程也归结为求解代数方程组. 在几个算例中,把得到的精确解和数值计算结果进行了比较,两者吻合得很好. 该方法为非比例阻尼系统的求解提供了一条有效的途径.

    • 基于能量法的超声电机压电振子的耦合动力学模型分析

      2006, 4(2):145-150.

      摘要 (420) HTML (0) PDF 0.00 Byte (625) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于分析动力学的哈密顿原理,采用模态假定将超声电机压电振子复合结构的复杂振动在模态域内等效成单自由度系统的简单振动;考虑压电陶瓷的压电效应,将压电陶瓷诱发应变的激振力的大小用参数力系数描述,建立了超声电机压电振子的机电耦合动力学模型,通过实例计算与实验结果对比,验证该模型是较准确的,可以在超声电机的初步设计阶段替代有限元分析来确定电机的结构及材质参数,并选定合适的工作频率,从而为超声电机进一步的参数化分析和仿真模型的建立,及结构动力特性优化打下理论基础.

    • 用有限元法计算特征值问题的一种新的动态凝聚方法

      2006, 4(2):151-155.

      摘要 (135) HTML (0) PDF 0.00 Byte (223) 评论 (0) 收藏

      摘要:有限元法是常用的建模方法,由于所建模型具有较大的自由度,通常需要进行降阶处理.一般来讲,模型前几阶特征值和特征向量可以较精确地得到,利用所得到的特征值和主振型分量(在特征向量中与所给定的主自由度对应的振型分量),本文提出了一种新的动态凝聚方法,该方法是通过迭代方式,利用所得到的特征值和主振型分量对Guyan降阶法所得到的降阶模型进行修正.与同类方法相比,本文方法具有较高的计算精度和很小的计算量,且迭代收敛的稳定性很好.最后本文给出了一个计算实例.

    • 横向磁场中矩形薄板在分布载荷作用下混沌分析

      2006, 4(2):156-161.

      摘要 (273) HTML (0) PDF 0.00 Byte (383) 评论 (0) 收藏

      摘要:在建立置于横向稳恒电磁场中,同时受横向均布载荷作用四边简支的金属矩形薄板的受力模型的基础上,推导了金属矩型薄板的磁弹性耦合动力学方程,求得了该模型振动系统的异宿轨道参数方程,并根据Melnikov函数方法,推导并求解了振动系统的异宿轨道的Melnikov函数,最后给出了判断该系统发生Smale马蹄变换意义下混沌运动的条件和混沌运动判据.由此可对矩形薄板在机械载荷和电磁载荷共同作用下的分岔和混沌进行分析.本文给出的方法可以推广到其他不同边界条件和不同外载荷条件下弹性薄板的磁弹性振动问题的研究.

    • 神经网络相平面分区控制器研究与仿真

      2006, 4(2):162-167.

      摘要 (285) HTML (0) PDF 0.00 Byte (218) 评论 (0) 收藏

      摘要:将神经网络的在线学习、即时调节功能与相平面分区的逻辑判断特性相结合提出了一种新的智能控制器——神经网络相平面分区控制器.该控制器将系统响应的基本性能与相应工况的控制作用力的划分和作用强度在相平面上建立起了实时的相互对应关系,从而使各分区内的控制参数能随着被控对象的变化在线自动调节参数,具有自适应能力.仿真结果表明,利用该方法设计的控制器闭环性能好、鲁棒性强.该方法为非线性控制提供了一种有效的控制器设计途径.

    • 基于电流变阻尼器的履带式车辆悬架振动控制

      2006, 4(2):168-171.

      摘要 (306) HTML (0) PDF 0.00 Byte (458) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出一种基于电流变阻尼器的半主动悬架系统,建立了某履带式车辆悬架的1/4车体动力学模型,在此基础上给出了悬架系统的运动方程和状态方程,分析了某种剪切模式电流变阻尼器的阻尼力并作为悬架系统半主动控制的制动器.将随机最优控制理论应用到车辆悬架的控制中,以车身加速度、悬架动行程和轮胎动位移的加权二次型最小为控制性能指标,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器,通过被动悬架与LQG控制悬架的仿真比较,在轮胎动位移基本相同的情况下,LQG控制能有效的降低车身加速度,充分利用悬架的工作空间,提高车辆的舒适性和安全性.

    • 微硬盘的不确定性非线性系统及其跟踪控制

      2006, 4(2):172-178.

      摘要 (225) HTML (0) PDF 0.00 Byte (238) 评论 (0) 收藏

      摘要:超大存储量、高精度定位、快速跟踪和强稳健性是微硬盘技术发展的重要目标,而控制技术的探讨是其主攻任务之一. 鉴于影响磁头运动的主要因素包括摩擦力、惯性力和气流,本文在音圈马达驱动器的传统模型基础上,对这些扰动因素进行综合,引入磁头臂转动角度变量,建立该驱动器的不确定性非线性模型;利用Lyapunov稳定性理论及线性矩阵不等式凸优化技术,提出非线性观测器和自适应反馈控制器,获得所设计模型的跟踪控制方案. 仿真结果论证了在所设计的控制方案下, 系统的输出能跟踪任意给定的磁道,获得跟踪速度快、跟踪精度高的效果.

    • 串列双索气弹模型的风洞试验研究

      2006, 4(2):179-186.

      摘要 (261) HTML (0) PDF 0.00 Byte (468) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究斜拉桥串列拉索或悬索桥无吊杆串列主缆在风荷载作用下的相互干扰情况,通过自行设计的拉索试验装置,对两串列拉索进行了一系列的气弹模型风洞试验.试验得到索间距W/D在5.85~20变化(W为拉索中心距,D为拉索直径),风偏角在-90°~90°范围内变化时上下游索的一些响应特性.试验观测到了明显的尾流驰振现象,且试验结果表明索间距与风偏角的变化对串列拉索是否出现尾流驰振都有明显的影响.在发生尾流驰振时,以下游索面外的振动为主,且其临界风速随索间距W/D变小而降低;在同一索间距下,0°风偏角为最不利状态,且负风偏角比正风偏角更容易发生尾流驰振.

    • 空间发动机启动过程的仿真

      2006, 4(2):187-192.

      摘要 (273) HTML (0) PDF 0.00 Byte (649) 评论 (0) 收藏

      摘要:以液氧/煤油空间推进系统为研究对象,对该系统的动态特性进行了分析和研究,建立了整个推进系统的动态过程的数学模型,并采用Matlab软件中的simulink工具仿真了液氧/煤油发动机动态过程中各参数的变化情况,并对仿真结果进行了具体的分析.虽然采用的是集中参数法,但同时考虑了液体的惯性、粘性和压缩性,所以本文建立的常微分方程组能在一定程度上反映发动机工作过程的分布特性.

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