• 2021年第19卷第5期文章目次
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    • 双边碰撞Duffing振子的对称性、尖点分岔与混沌

      2021, 19(5):1-7. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-089

      摘要 (161) HTML (72) PDF 574.70 K (233) 评论 (0) 收藏

      摘要:以单自由度双边碰撞Duffing振子的对称系统以及非对称系统为研究对象.分析了对称系统Poincaré映射的对称性,借助不连续映射和打靶法分析系统的周期解及稳定性.数值模拟表明:对于对称系统,首先一条对称周期轨道通过音叉分岔形成两条具有相同稳定性的反对称周期轨道,然后两条反对称的周期轨道分别经历两个同步的周期倍化分岔各自生成一个反对称的混沌吸引子,最后两个反对称的混沌吸引子融合为同一个对称的混沌吸引子.对于非对称系统,非对称周期运动的分岔可用一个两参数开折的尖点分岔描述,音叉分岔过程发生了典型的对称破缺现象.

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    • 分数阶混沌系统的自适应预测同步

      2021, 19(5):8-12. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-095

      摘要 (84) HTML (47) PDF 550.95 K (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合自适应控制和预测反馈控制,提出了一种新的实现分数阶混沌系统同步的自适应预测控制方法.利用分数阶Lyapunov稳定性理论,导出了分数阶混沌系统同步的一些新的充分条件.与已有的结果相比,该方法无需反馈增益的先验知识,且收敛速度快和在实验中很容易实现.最后数值实验进一步验证了所提同步方法的有效性.

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    • 具有不等集群结构的离散时空网络间同步

      2021, 19(5):13-22. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-102

      摘要 (62) HTML (44) PDF 4.70 M (171) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了一类具有不等集群结构的离散网络间的投影同步问题.根据集群网络的拓扑特性,设计了一种自适应的同步控制方法.基于Lyapunov稳定性理论,给出了实现两个离散网络同步所需的控制器以及同步参量的识别率.最后选取三种不同的时空混沌系统作为不同集群所对应的节点进行仿真分析,结果证明了该方法的正确性.

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    • 不同阶外激励下压电纤维复合材料悬臂板的内共振特性分析

      2021, 19(5):23-32. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-103

      摘要 (85) HTML (59) PDF 1.49 M (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文研究了不同阶横向激励作用下压电纤维复合材料(MFC)悬臂板的非线性动力学特性.基于Reddy一阶剪切板理论,引入von Kármán几何非线性理论,利用Hamilton原理建立了结构的非线性动力学控制方程.讨论在不同结构尺寸下的前三阶固有频率,利用 Galerkin方法将系统离散为三自由度的非线性常微分方程.考虑主参数共振-1:3:5内共振,分析不同阶外激励作用下压电纤维复合悬臂板的非线性振动响应.数值模拟结果表明,复合材料板几何尺寸增大时结构的固有频率降低.此外,不同阶的横向激励幅值对结构的非线性振动影响很大,为实际工程应用提供理论支持.

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    • 负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动研究

      2021, 19(5):33-38. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-088

      摘要 (54) HTML (58) PDF 776.29 K (174) 评论 (0) 收藏

      摘要:发展高维Melnikov方法研究含参非线性动力系统的多周期解分岔问题,并应用于研究负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动等复杂非线性动力学行为. 通过建立曲线坐标与Poincaré映射,发展适用于四维含参非线性动力系统的Melnikov函数,获得系统多周期解的存在性及个数判定定理. 将所得理论结果应用于研究面内激励与横向激励共同作用下负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动,获得系统周期轨道的存在性、个数及相应的参数控制条件. 探讨横向激励系数对系统动力学行为的影响,得到在一定参数条件下,系统最多存在4个周期轨道,并利用数值模拟方法给出其相图构型,验证理论结果的正确性.

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    • 周向约束对泡沫铝陶瓷复合结构抗弹性能的影响

      2021, 19(5):39-45. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-096

      摘要 (58) HTML (37) PDF 6.38 M (164) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前研究人员获得了陶瓷/金属、陶瓷/纤维等复合结构抗弹性能受周向约束影响的大量成果,但尚未针对泡沫铝陶瓷复合结构受周向约束影响特性开展相应研究工作.本文基于试验与数值仿真手段,开展了周向约束对泡沫铝陶瓷复合结构抗弹性能的影响研究,结果表明:周向约束是泡沫铝陶瓷复合结构损伤破坏模式的重要影响因素,对陶瓷板、泡沫板施加周向约束能限制陶瓷板裂纹扩展,增加抗侵彻阻力,有利于增加复合结构的吸能作用,提高复合结构抗弹性能.

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    • X型准零刚度隔振器动力学设计及分析

      2021, 19(5):46-51. DOI: 10.6052/1672-6553-2021-001

      摘要 (81) HTML (71) PDF 845.26 K (250) 评论 (0) 收藏

      摘要:结合准零刚度(quasi-zero stiffness, QZS)结构和X型结构,设计了一种新型X型准零刚度隔振器(X-QZS).通过准零刚度弹簧组替换X型结构中的线性弹簧,达到超低频隔振的效果.利用拉格朗日方程建立了动力学方程,通过谐波平衡法和弧长法得到了系统响应的近似解析解并通过数值法验证了解析解的正确性.研究了系统的动力学响应和隔振性能.分析结果表明X-QZS结构在超低频范围的隔振效果能够比QZS更好,共振频率更低,隔振频带更宽.

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    • 自供能智能减震器自耦合控制研究

      2021, 19(5):52-57. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-104

      摘要 (53) HTML (42) PDF 858.44 K (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:将振动能量回收和振动控制结合的自供能智能减震器可以不依赖外部能源实现更好的振动控制效果,从而有效提升车辆的舒适性和燃油经济性.本文在分析自供能智能减震器非线性特性的基础上,建立了引入Karnopp控制规则的自反馈控制悬架模型,设计了简单实用的系统化考虑振动能量回收和振动控制的自耦合控制策略,将主动控制策略应用到自供能智能减震器.利用Matlab/Simulink对所建悬架模型应用自耦合控制策略进行模拟仿真,并与自反馈控制和被动悬架控制的仿真结果作比较,结果表明:车轮动位移、悬架动行程进一步减小,车身加速度的峰值减少几乎一半,有效地提高了车辆悬架性能.

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    • 下肢外骨骼膝关节模糊滑模位置控制器设计

      2021, 19(5):58-63. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-101

      摘要 (52) HTML (58) PDF 640.15 K (172) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对下肢助力外骨骼膝关节位置伺服系统运动过程中伺服精度要求高、冲击力矩大、负载变化范围广等特点,提出了一种运用模糊规则调节的位置伺服系统滑模控制策略.该策略设计了一种新型带有积分项的滑模面模糊调节部分的结构为单输入双输出,选用模糊规则调节新型终端滑模型趋近率来抑制滑模抖振.仿真及实验表明,该控制策略稳定性和伺服跟踪性好,对负载干扰的鲁棒性强.

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    • 基于网络核心体的复杂网络控制分析

      2021, 19(5):64-68. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-097

      摘要 (68) HTML (51) PDF 352.82 K (158) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对无向网络实际控制问题,提出了一种有效设置控制输入矩阵,从而完成网络控制的方法.该方法表明,在一定条件下,对网络控制核心体实施控制即可控制整个网络. 实例检验了理论分析的结果,表明该理论的正确性和可行性. 该项研究揭示了无向网络中重要结构对整个网络的支配作用,为控制大型复杂网络提供了一个有效的方法.

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    • 液体晃动对飞行器控制系统影响分析

      2021, 19(5):69-79. DOI: 10.6052/1672-6553-2021-017

      摘要 (80) HTML (66) PDF 937.02 K (177) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于小幅晃动的充液飞行器流固耦合问题,可以采用等效力学模型来描述液体晃动.然而在研究液体对刚体的影响上,暂未有人从频域的角度进行建模.本文在已知液体各阶模态等效力学模型的基础上,利用虚功率原理和线性小扰动原理给出充液飞行器纵向模态舵偏角到姿态传函,并根据主导极点概念将充液飞行器高阶系统近似为二阶系统典型传递函数,以携带横放圆柱贮箱飞行器为例,分析了不同充液比和贮箱尺寸对典型传函系数的影响.结果表明,液体质量和转动惯量主要影响飞行器传递系数、时间常数,使得飞行器机动性和纵向模态自然频率降低;而液体晃动主要影响典型传函中相对阻尼系数,使得飞行器纵向相对稳定性降低.

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    • 电磁场效应下HR神经元的全局分岔与参数辨识

      2021, 19(5):80-87. DOI: 10.6052/1672-6553-2020-109

      摘要 (76) HTML (42) PDF 2.47 M (178) 评论 (0) 收藏

      摘要:详细分析了在磁通变量和电场变量共同作用下五维Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型的全局分岔行为.通过数值仿真的方法,做出该神经元系统的双参数分岔图、峰峰间期(ISI)分岔图和最大Lyapunov指数图,发现该系统在双参数平面上具有倍周期分岔、逆倍周期分岔、加周期分岔等分岔模式以及呈“锯齿状”的混沌结构.此外,基于Lyapunov稳定性理论以及自适应同步的方法,以混沌态时的系统为驱动系统,构建对应的响应系统,选择合适的控制器,实现了驱动系统与响应系统的同步,并辨识出未知参数.数值模拟证明了此方法的有效性和可行性.

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    • 基于有限质点法的牵引走板与双滑车多体动力计算方法

      2021, 19(5):88-96. DOI: 10.6052/1672-6553-2021-002

      摘要 (75) HTML (66) PDF 1.29 M (152) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据输电线路张力放线施工中牵引走板与放线滑车的实际接触运动关系,构建了由钢丝绳、牵引走板、导线及双滑车等部件组成的多体运动系统,提出了符合实际情况的钢丝绳、导线、牵引走板等与双滑车的接触判断方法.基于有限质点法理论,结合部件间的空间位置关系,给出了单元节点的作用力表达式,并通过罚函数法给出了不同接触状态下牵引走板对滑车的接触力,形成了可分析牵引走板与双滑车结构接触碰撞的动力计算方法.根据张力放线施工实际情况,计算分析了牵引走板与双滑车结构接触过程中的滑车载荷、摆动角度的变化,并针对悬挂长度、走板厚度等施工因素,总结了牵引力、最大接触力、滑车载荷、摆动幅度等参数对系统安全的影响.本文提出的计算方法可指导工程中牵引走板与滑车的结构设计及施工安装,为输电线路放线施工提供技术参考.

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