• 2016年第14卷第2期文章目次
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    • 地面无人系统的多智能体协同控制研究综述

      2016, 14(2):97-108. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-009

      摘要 (1146) HTML (0) PDF 1.87 M (1715) 收藏

      摘要:本文结合多智能体系统控制理论与技术的研究现状,以地面无人系统为控制对象,对理论及其技术发展作了详细概述.从多智能体的行为协同控制和任务协同控制两个侧面讨论了相关的理论及应用问题,并指出当前协同控制研究中存在的一些问题以及今后的发展方向.地面无人系统的协同控制对于有效提升社会及军事效益,最大限度地发挥地面任务执行的效能具有重要意义.

    • 碳纳米管增强复合材料板的混沌动力学研究

      2016, 14(2):109-114. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-045

      摘要 (937) HTML (0) PDF 638.61 K (861) 收藏

      摘要:基于碳纳米管增强复合材料板结构的非线性动力学方程,利用多尺度法得到该系统在1:3内共振情况下的平均方程.运用规范型理论对平均方程化简,研究了化简后系统未受扰部分的非线性动力学行为和扰动项对系统流形的影响.同时,利用能量-相位法验证了系统存在多脉冲跳跃轨线,进而证明在一定参数条件下碳纳米管增强复合材料板结构中存在Smale马蹄意义下的混沌.所得结论具有重要理论价值,对实际工程具有指导意义.

    • 含间隙齿轮传动系统的非线性动力学特性的研究

      2016, 14(2):115-121. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-042

      摘要 (833) HTML (0) PDF 1.55 M (977) 收藏

      摘要:含间隙齿轮传动系统存在着丰富的非线性动力学行为,建立了两自由度齿轮传动系统的动力学模型,首先利用数值方法分析了齿轮传动系统的分岔和混沌动力学行为,然后将非光滑的间隙函数用光滑函数拟合,通过对系统进行多尺度摄动分析和计算,得到间隙函数拟合后的齿轮传动系统的非线性动力学现象,并与无拟合非光滑系统的数值结果进行比较分析,为含间隙齿轮传动系统的研究奠定了基础.

    • 细长柔性空间结构几种动力学模型的比较

      2016, 14(2):122-130. DOI: 10.6052/1672-6553-2014-070

      摘要 (860) HTML (0) PDF 1.18 M (939) 收藏

      摘要:对于自由-自由边界的大型柔性梁式空间结构在轨搬运过程中,其大范围刚体运动和柔性振动会相互耦合,是一类典型的刚柔耦合动力学问题.建立相对准确的动力学模型是设计良好控制系统的前提,但现有文献在研究该问题时却采用了忽略刚柔耦合作用的动力学模型并依此设计控制器,因此有必要建立耦合模型,并探讨其与非耦合模型之间的区别和适用性.首先针对结构自身运动特点选择以瞬时质心为原点的浮动坐标系作为辅助坐标系,将结构两类不同的运动形式进行分解,并利用其产生的附加约束条件简化虚功表达式;其次选择EulerBernoulli梁变形形式描述结构变形并采用假设模态法对变形进行变量分离;基于虚功原理推导得到结构大范围运动的刚柔耦合动力学模型;通过仿真算例1对非耦合模型、零次近似模型和一次近似模型进行了对比,验证了非耦合模型的不合理性及零次近似简化模型的准确性和有效性;通过仿真算例2对零次近似简化模型和一次近似模型的对比,说明了二者的使用范围;仿真对比为后续的运动控制系统设计和振动抑制研究提供了依据.

    • 薄壁圆柱壳的高阶模态振动特性研究

      2016, 14(2):131-137. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-012

      摘要 (938) HTML (0) PDF 2.61 M (1046) 收藏

      摘要:采用解析法研究了不同边界条件下薄壁圆柱壳的高阶模态振动特性.首先基于Love壳体理论,在简支简支、固支固支和固支自由三种边界条件下,通过伽辽金法建立了动力学模型,对模态特性进行求解,得到了高阶固有频率和三维模态振型,并通过文献和有限元法进行了比较.算例结果表明,两端简支边界条件下采用解析法得到的固有频率误差值不超过2%,当周向波数较小时固有频率先减小后增加,在高阶时的固有频率逐渐升高,当轴向半波数增加时固有频率明显增大,通过解析法、文献和有限元法得到的三维模态振型相吻合.

    • 环型桁架卫星天线的非线性动力学分析

      2016, 14(2):138-142. DOI: 10.6052/1672-6553-2016-014

      摘要 (860) HTML (0) PDF 799.64 K (1157) 收藏

      摘要:我国航天工业迫切需要掌握可入轨后展开的大型网架式空间结构技术,而环形桁架可展天线具有应用空间大、结构形式简明的特点,是目前大型卫星天线较为理想的结构形式[1-3].本文基于Zhang et al建立的环形天线模型为研究对象并在此基础上建立了天线振动时的非线性常微分运动方程,运用matlab数值模拟方法研究了热激励对系统非线性动力学行为的影响.

    • 分布式拉杆转子扭转振动系统动力学特性分析

      2016, 14(2):143-146. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-070

      摘要 (790) HTML (0) PDF 1.01 M (1148) 收藏

      摘要:为了更好的提高能源利用率,以新兴、高效的分布式拉杆转子系统为代表的燃气轮机与蒸汽轮机联合发电技术在电力部门得到快速发展.本文主要研究了分布式拉杆转子系统扭转振动的非线性动力学特性,通过等效简化等方法建立了分布式拉杆转子系统扭转振动方程.利用平均法获得动力学方程解析解和系统扭转振动幅频曲线,进一步研究了其周期解的稳定特性,并发现系统阻尼,立方刚度和外激频率等参数对其影响规律.本文的分析结果对燃气轮机转子系统动力学设计具有一定的指导意义.

    • 基于整体-局部高阶剪切理论的层合板多体系统的动静力学分析

      2016, 14(2):147-156. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-021

      摘要 (694) HTML (0) PDF 1.97 M (996) 收藏

      摘要:基于高阶剪切理论,推导了整体-局部1,2-3高阶位移模式.在满足层间位移连续,层间剪应力连续,以及上下表面自由的条件下,层合板每个节点的独立变量变为13,并且不随层合板层数的增加而变化.在此基础上将整体-局部1,23高阶位移模式推广到刚-柔耦合层合板多体系统,利用混合坐标法,基于虚功原理,建立了考虑层合板层间应力连续的多体系统动力学方程.通过静力学算例,验证了整体-局部1,2-3高阶位移模式的准确性,得到了层合板层间应力沿着厚度的分布情况.通过多体系统动力学算例,对比了传统方法的计算结果,揭示了本文方法与传统方法在计算层合板多体系统中层间应力的差异,说明了刚柔耦合层合板多体系统考虑层间剪应力连续的必要性.

    • 船舶推进轴系校中对轴系振动影响分析

      2016, 14(2):157-164. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-041

      摘要 (704) HTML (0) PDF 3.03 M (662) 收藏

      摘要:随着船舶振动噪声要求的提高,现有的静态校中设计方法不再适用,需要考虑轴系校中过程中不对中量对轴系振动的影响.通过对弹性联轴器处三种不对中型式进行受力分析,获得了不对中激励力数学模型,通过台架试验验证了数学模型的准确性.研究表明:轴系不中激励作用下,1倍频和2倍频以及通频振动计算结果与台架试验相对误差小于20%;校中过程中弹性联轴节处不对中量绝对值越大,所产生的激励的幅值越大,造成的振动也越大.

    • 随机激励的非线性Markov跳变系统的稳态响应

      2016, 14(2):165-169. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-035

      摘要 (855) HTML (0) PDF 698.89 K (867) 收藏

      摘要:大量实际工程问题需要用同时包含连续和离散变量的Markov跳变系统来描述.本文介绍了一类随机激励的(强)非线性单自由度Markov跳变系统的稳态响应的研究方法.首先,基于随机平均法导出了Markov跳变的平均It随机微分方程,原系统方程的维数得到降低.接着,根据跳变过程原理,建立FokkerPlanckKolmogorov (FPK)方程组,方程组中的方程与系统的结构状态一一对应且互相耦合.求解该FPK方程组,得到Markov跳变系统的稳态随机响应及其统计量.最后,以一个高斯白噪声激励的Markov跳变Duffing振子为例,计算得到不同跳变规律下系统的稳态响应.研究结果表明,Markov跳变系统的稳态响应可以看作是各结构状态子系统稳态响应的加权和,加权值由跳变规律决定.

    • 基于一种混沌同步方法的多进制数字信息通信方案

      2016, 14(2):170-176. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-039

      摘要 (746) HTML (0) PDF 1.67 M (575) 收藏

      摘要: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,提出一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.

    • 混沌振子在滚动轴承故障特征提取中的应用

      2016, 14(2):177-181. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-032

      摘要 (670) HTML (0) PDF 1.76 M (843) 收藏

      摘要:滚动轴承的故障信号往往是微弱的周期信号,而混沌振子对特定频率的微弱周期信号十分敏感,可以有效地检测出故障信号.介绍了混沌振子的数学模型和基本检测原理,以及策动力临界阈值的确定方法.将混沌振子检测法应用于滚动轴承外圈、内圈和滚动体故障信号的检测中,通过输出相图的变化来判断故障信号是否存在,有效地实现了对滚动轴承故障信号的检测.

    • 利用弯矩影响线的移动荷载识别方法

      2016, 14(2):182-185. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-061

      摘要 (845) HTML (0) PDF 1.20 M (907) 收藏

      摘要:基于模态叠加理论,通过桥梁多个截面处加速度响应数据,计算得到桥梁受移动荷载作用下的模态加速度.根据d′Alembertian原理,桥梁截面任意时刻的动弯矩可看作是任意时刻受惯性分布力和移动荷载作用下的静弯矩.利用影响线,建立起移动荷载与弯矩之间的关系,提出了一种利用弯矩影响线识别移动荷载的方法.算例表明,当荷载只有一个时,可由单点弯矩直接识别,当有多个移动荷载时,可基于多个截面的弯矩数据,利用最小二乘法可以有效的识别出任意时刻作用于桥梁上的移动荷载值.该方法避免了求解桥梁的动力学微分方程,识别精度高且过程简单,适合于工程应用.

    • 有限元法的轴向运动梁的激励功率谱辨识

      2016, 14(2):186-192. DOI: 10.6052/1672-6553-2015-014

      摘要 (794) HTML (0) PDF 973.79 K (1091) 收藏

      摘要:主要考虑弯曲变形的细长轴向运动梁,可以作为工程中广泛应用在航天器天线、液体输送管道、汽车驱动带、电梯缆索等的简化机构.对轴向运动柔性梁线性微分方程,采用复模态分析方法导出两端简支和固支边界条件下的固有频率方程;采用Ritz法建立轴向运动梁的有限单元法模型.基于该模型在多种边界条件下进行梁的横向振动分析,并开展定点激励下激励功率谱的辨识.仿真结果表明,与传统的Galerkin截断方法相比.有限元方法能够克服分析方法的建模困难,对复杂边界梁进行有效的分析,对激励的功率谱能够有效地辨识.

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