• 2019年第17卷第6期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • 基于李雅普诺夫指数的四旋翼无人飞行器结构参数优化稳定性分析

      2019, 17(6):497-507. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-044

      摘要 (320) HTML (0) PDF 4.88 M (199) 收藏

      摘要:为了提高四旋翼无人飞行器的运动稳定性,通过改变机械结构参数,研究了变结构参数对系统稳定性的影响.本文以四旋翼无人飞行器的偏航阶段为对象,根据基于动力学模型的李雅普诺夫指数计算过程,得到了影响系统稳定性的主要机械结构参数,并采用李雅普诺夫指数法建立其主要机械结构参数与系统运动稳定性之间的量化关系,以期指导系统的机械结构设计及控制系统优化,提高系统的可靠性和稳定性,最后,通过实验验证理论仿真分析过程中的结论.该方法与李雅普诺夫的第二法相比,其主要优势是计算指数方法的可构建性,并可以使复杂非线性系统的稳定性分析成为可能.

    • 多自由度车削系统稳定性分析

      2019, 17(6):508-513. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-006

      摘要 (240) HTML (0) PDF 1.56 M (164) 收藏

      摘要:车削加工是一种应用广泛的加工制造技术,如何确保加工高效率、高质量、高精度,一直是研究的热点.建立了多自由度车削模型,考虑切削宽度和主轴转速的变化,分别对单自由度、三自由度以及九自由度车削模型的稳定性进行了分析,得到了关于切削宽度和主轴转速的稳定性区域图,并通过数值方法进行了验证.结果表明:在考虑工程实际阻尼范围时,目前最常用的单自由度车刀模型所预测的关于切削宽度和主轴转速的稳定性结果,在相对较低转速区偏保守,而在高转速区的稳定性区域过大.

    • 两自由度齿轮传动系统全局动力学研究

      2019, 17(6):514-519. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-003

      摘要 (250) HTML (0) PDF 3.01 M (183) 收藏

      摘要:齿侧间隙的存在,使齿轮传动系统存在着丰富的非线性动力学行为.考虑两自由度齿轮传动系统的动力学模型,利用数值方法分析系统的分岔和混沌动力学行为.通过简单胞映射方法对非线性齿轮系统进行全局分析,得到系统的吸引子,吸引域等全局特性.结果显示:随着激振频率的变化,系统存在多个周期解共存以及周期解与混沌运动共存现象.最后利用系统的相轨线图与庞加莱截面图进行对比分析,在不同的初值条件下,系统呈现出不同的周期运动或混沌运动.利用简单胞映射方法的数值计算结果可以实现在不良参数条件下,通过合理控制系统的初值条件而获得理想的系统响应.

    • 矩形脉冲激励的SMA振子的瞬态响应分析

      2019, 17(6):520-527. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-010

      摘要 (159) HTML (0) PDF 4.59 M (138) 收藏

      摘要:研究了矩形脉冲激励下SMA振子瞬态响应的全局特性.采用多项式形式的本构方程描述SMA弹簧的恢复力,以此建立SMA振子的动力学方程;且将矩形脉冲激励的SMA振子的瞬态响应响应分为两个阶段:第一阶段是在外力恒定时的衰减振动;第二阶段是没有外力激励的衰减振动.讨论了平衡点的数目,给出了SMA振子的在不同条件下的相平面和时间历程图.最后,采用数值解验证理论分析结果的有效性.研究结果表明,对于不同强度及宽度的矩形脉冲激励,SMA振子会收敛到不同的稳定平衡点,收敛时间较短.

    • 基于流固耦合方法的运载火箭安全阀颤振问题研究

      2019, 17(6):528-536. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-007

      摘要 (179) HTML (0) PDF 4.67 M (135) 收藏

      摘要:安全阀是运载火箭增压输送系统所属重要单机,用于保护推进剂贮箱免受过压,在地面测试中曾出现安全阀在启闭过程中主阀颤振现象,导致零件受损并影响产品性能.基于动网格下的N-S流动方程和非线性接触下的刚体运动控制方程的流固耦合方法,采用Realizable k-ε湍流模型和显式动力学算法分析了阀门的气动载荷,进而分析出阀门颤振产生的机理为流场压力脉动与结构频率耦合和活塞在冲击响应作用下与阀杆都产生了塑性变形,据此提出增大运动部件尺寸来改善结构频率的措施,并对改善后的产品开展抽样试验验证,测试结果表明采取的改善措施有效地解决了阀门颤振问题,具有实际的工程价值.

    • 微型双稳态板压电俘能器的仿真研究

      2019, 17(6):537-545. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-012

      摘要 (174) HTML (0) PDF 2.00 M (125) 收藏

      摘要:基于中间固定、四边自由的微型压电层合板模型,应用应变梯度理论考虑其尺寸效应,借助ABAQUS用户自定义子程序(UEL)模块自定义了一种三维八节点的微型压电单元.利用有限元法热-力-电耦合分析对微型双稳态板压电俘能器进行了仿真研究,发现其在不同的激振频率下存在不同的变形状态,非线性动态分析显示该结构在其一阶固有频率之前也能俘获较多电能,且存在多态转换交替出现的现象.针对该微型双稳态压电俘能器,给出了其最佳的工作频率和最大俘获电压.研究成果对微型压电俘能器的设计分析和性能检测具有重要的指导意义.

    • 细长圆柱体涡激振动行波动力学特征的实验研究

      2019, 17(6):546-552. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-016

      摘要 (158) HTML (0) PDF 5.52 M (107) 收藏

      摘要:通过实验研究给出了细长圆柱体涡激振动行波的动力学特征.实验是在拖曳水池中进行.为了能在拖曳水池宽度有限的情况下出现行波,采用实验模型为0.006m直径、3.31m长度的铝管,模型长径比超过了500.拖车拖动模型以最高1.5m/s的速度在水槽中行进.模型一端采用2.5kg的砝码来提供端部张力.给出了评估行波在整个振动波中所占比例的方法.该方法采用行波圆来拟合模型空间振幅的分布.实验结果显示,在给定的拖车速度范围内,出现了行波振动,并且当拖曳速度达到0.9m/s时,行波现象非常显著.实验结果给出了振动波随拖曳速度变化的规律,得到了行波比随流速的变化规律.实验中观察到了低阶模态下的行波传播,这超出了已有行波判据限定的范围.通过实验数据的观察和理论分析,给出一种新的行波产生方式.

    • 含齿式联轴器的单盘转子系统耦合故障分

      2019, 17(6):553-559. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-045

      摘要 (223) HTML (0) PDF 1.74 M (169) 收藏

      摘要:为研究转子系统在不平衡-不对中耦合故障作用下的动力学特征,建立了转子-滚动轴承耦合系统动力学模型.其中,考虑齿式联轴器平行不对中问题,且刚性转盘的质心和形心不同心.通过Lagrange方法推导出系统的动力学方程,并采用数值分析的方式分别分析了联轴器不对中程度、不同的联轴器参与振动的质量大小以及不同的支承条件等对转子系统动力学特性的影响规律.计算结果表明:由于不对中故障的存在,当转子系统运行的转速达到临界转速二分之一时,转盘的横向振动位移明显增大,即不对中量会使系统在二分之一临界转速处产生一个不稳定区域;当采用滚动轴承支承时,随着不对中程度的加剧,上述不稳定区域内转子的最大振幅所对应的转速逐渐增大,而采用线性支承时,尚未出现此类现象;随着联轴器参与不对中故障的质量的增加,系统的振动越来越剧烈.

    • 考虑树突整合效应的神经元网络的放电和同步特性

      2019, 17(6):560-566. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-002

      摘要 (204) HTML (0) PDF 1.87 M (117) 收藏

      摘要:生物神经网络的同步被认为在大脑神经信息的处理过程中发挥了重要作用.本文在HodgkinHuxley(HH)神经元网络模型中考虑树突整合效应,得到修正后的DHH(Dendriticintegrationrulebased HH)神经元网络模型,研究了网络的放电和同步特性.首先以三个抑制性神经元构成的耦合系统为例,发现树突整合效应的加入提高了神经元的放电阈值;然后分别建立全局耦合的抑制性和兴奋性神经元网络,发现大的耦合强度能够诱导抑制性和兴奋性神经元网络达到几乎完全同步的状态,并且对神经元的放电幅值有较大的影响;更有趣的是,当树突整合系数为某一值时,抑制性神经元网络的同步达到最高,而兴奋性神经网络的同步达到最低.

    • 基于随机动力响应时程统计指标的结构损伤初步识别

      2019, 17(6):567-574. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-009

      摘要 (201) HTML (0) PDF 4.49 M (170) 收藏

      摘要:本文以八层剪切型钢框架模型在白噪声激励作用下的随机振动实验为基础,分别从结构加速度响应的均值、方差、偏度、峰度、概率密度函数和累积分布函数等多个统计特征,对结构无损及9种模拟损伤工况进行识别,结果表明:结构随机振动加速度响应时程的偏度和峰度对结构损伤的表征效果不明显,而概率密度函数能初步判别损伤,方差指标在进行损伤判别的基础上,具有良好的损伤定位能力.

    • 改进类Lorenz系统在微弱谐波信号识别中的应用

      2019, 17(6):575-583. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-017

      摘要 (170) HTML (0) PDF 2.68 M (108) 收藏

      摘要:基于类Lorenz系统构建了改进类Lorenz系统.借助概率论、数理统计原理,揭示了不同功率噪声对该系统阈值可信度的影响;利用加入微弱谐波信号前、后系统吸引子个数变化的阈值差值,识别出待测谐波信号的幅值.利用系统的分岔图,研究加入高斯白噪声前后系统吸引子的个数随参数变化的情况.在强噪声作用下,通过大数定律,从加入微弱谐波信号前、后系统分岔图中统计系统阈值,以统计数据中的众数作为所构建系统的阈值.利用阈值的差值识别出了与内置周期驱动力同频微弱谐波信号的幅值,且检测效果的可信度和正确率为89.5%,检测最低信噪比为-33dB.数值仿真对比结果表明改进类Lorenz系统比Duffing系统、受控类Lorenz系统具有阈值可信度高、检测门限低、信噪比低的优势,更适合在强噪声背景下识别信号参数.进一步地,在Simulink仿真结果的基础上,通过Multisim软件搭建改进类Lorenz系统的模拟电路图,验证本文的理论研究结果在工程实际化中有一定的可行性.

    • 组合体航天器角速度信号深度学习降噪方法

      2019, 17(6):584-592. DOI: 10.6052/1672-6553-2019-013

      摘要 (212) HTML (0) PDF 2.56 M (145) 收藏

      摘要:服务航天器与非合作目标构成组合体航天器后,实际测量的角速度信号往往掺杂了较大噪声,这会严重影响后续控制的精度,但由于非合作目标惯性张量未知,导致无法根据模型信息对其有效降噪.针对上述问题,本文基于深度学习方法提出一种无需预先构建模型、完全由数据驱动的组合体航天器角速度信号降噪方法.首先给出采用深度学习方法对角速度进行降噪所需训练数据的生成过程;然后构建组合体航天器角速度信号降噪的深度网络模型,并提出该模型的优化方法和参数初始化方法;最后用测试数据对本文方法和小波降噪方法的降噪效果进行了比较,结果表明本文方法与小波降噪方法相比具有更好的降噪性能.

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

浏览排行

引用排行

下载排行

微信公众号二维码

手机版网站二维码