摘要:研究具有双翼混沌吸引子的四维超Jerk系统的分岔特性和混沌路径，并设计有效的自适应反馈控制器实现该系统的全局指数同步. 通过相图、Poincaré映射图、分岔图和Lyapunov指数谱等揭示系统的混沌特性，并得到系统进入混沌的主要路径是逆倍周期分岔和大幅度的周期振荡.将高维分岔理论和扰动方法应用于该系统的动力学分析中，建立分岔点处参数之间的精确关系，进一步得出产生的周期轨道的稳定性及其近似解表达式. 基于自适应同步理论，提出一种实现混沌系统完全同步的方案. 数值模拟结果表明所提出机制的可行性和有效性. 本文可为此类系统在混沌加密领域内的实际应用提供理论参考.

摘要:载人机动装置（MMU）携载航天员在月面机动飞行包括上升转弯段、巡飞段、转弯下降段，本文研究上升转弯段燃耗最省轨迹和主发动机推力优化问题.首先采用Pontryagin极小值原理，推导出MMU发动机推力大小和方向的最优函数形式.结果表明，推力大小是开关形式，且最多切换一次，故只需用“开”和“关”持续时间两个参数描述；推力方向角的余切是时间的仿射函数，只需用该函数的斜率和截距两个参数描述.上升转弯段和巡飞段交接，故上升转弯段的末状态受飞行高度、速度大小和方向三个条件约束，这样就将燃耗最省最优控制问题转化为三等式约束下的四参数非线性规划问题，设计自由度仅为一，只需用单自由度搜索即可快速求解.数值仿真验证了本文所提方法的有效性.

摘要:本文提出了一种新型的柔性隔振结构，该结构是基于柔性曲梁的力学特性而设计的.研究结果表明，该结构能通过轴向方向的负载来降低扭转方向的刚度，从而达到扭转方向的准零刚度特性，实现低频隔振.本文首先构建了柔性隔振结构的单元模型，并确定了单元模型轴向及扭转方向等关键静力特性，结果表明，该结构的单元模型能实现扭转方向的准零刚度特性，且轴向方向有较高的负载.然后，对不同结构参数的单元模型进行了动力学分析，确定了各结构参数对该结构动力学特性的影响，并利用有限软件对其进行了仿真分析，结果表明，该单元模型具有较好的隔振效果.最后，对构建的多层仿生柔性结构的隔振效率及隔振带宽进行了探讨.该结构具有柔性机构免装配、可整体加工、易小型化等特点，适用于精密光学仪器、机器人、卫星等具有扭转方向低频隔振的领域.

摘要:为满足深空探测的需求，需要构建一种全新的哑铃型航天器.由于构型和质量分布的差异，传统“中心刚体+柔性附件”动力学模型将不再适用，因此必须针对该构型建立一种高效准确的动力学模型.本文基于小变形假设，利用浮动坐标法，采用多体系统动力学单向递推组集方法，建立了哑铃型航天器的刚-柔耦合动力学模型.该模型考虑了哑铃型航天器的轨道-姿态-变形之间的耦合效应，保留了全部变形高次耦合项.通过采用本文方法建立的“刚体-桁架-刚体”模型和已有的两种哑铃型航天器模型，对典型算例进行动力学仿真和比较.仿真结果表明，本文模型很好地反映了哑铃型航天器的刚-柔耦合动力学特性，末端物体的转动惯量将会影响系统的动力学响应，不能简单忽略.本研究将为哑铃型航天器的总体设计，特别是控制规律的设计，提供重要的技术支持.

摘要:地面微重力模拟试验指导机械臂在轨服务已成必然趋势，然而地面试验获取的是机械臂和微重力模拟装置的耦合动力学特性，现有的微重力模拟装置特别是气浮法附加惯量较大，影响地面试验的准确性.为了解决这一问题，本文提出了一种新型的磁气悬吊微重力模拟装置，由磁悬浮钢板、磁悬浮气足和吊绳三部分组成.通过柔性绳索连接机械臂和磁悬浮气足，磁悬浮气足在钢板上被动跟随机械臂运动，减小微重力模拟装置对机械臂的影响.以在平面转动的刚柔耦合臂杆为研究对象，分别建立臂杆-磁气悬吊微重力模拟系统、臂杆-气浮微重力模拟系统以及零重力臂杆的多体动力学模型并进行仿真计算.结果表明，与气浮微重力模拟装置相比，磁气悬吊微重力模拟装置对机械臂系统的动力学特性影响较小，对改善空间机械臂的运动平稳特性和末端定位精度有重要意义.

摘要:由于压电作动器自身性能的限制，工程中可能需要使用多个压电作动器.本文研究了双压电作动器下柔性悬臂梁的时滞振动控制.研究发现，控制回路没有时滞时，双作动器在不同布局下都能对梁的振动实现等效控制，此时两个作动器输入电压成线性关系，该线性关系斜率与作动器分布位置相关.进一步地，针对有时滞情况，当改变作动器的布局和时滞，通过分段时滞状态反馈，系统仍能达到相同的控制效果.

摘要:研究了简谐激励下双弹簧非线性能量阱（NES）的优化问题.建立了线性振子（LO）附加NES的动力学方程，通过Runge-Kutta法计算系统响应.以最小化LO扫频区间的稳态位移振幅最大值为目标，采用差分进化算法和参数分析方法优化NES的参数，并对比线性吸振器（LVA）的优化结果.研究结果表明，相比LVA，NES实现较好减振效果的弹簧刚度范围更大，NES的较优参数区域和幅频响应容易受激励幅值的影响.

摘要:为了考察有界噪声参数改变对系统随机共振的影响，本文研究了三个典型随机系统的输出.通过随机Runge-Kutta法对方程进行离散，计算长时间历程下系统的响应.结果表明，改变有界噪声的平均频率及参数，可以有效地改善有界噪声系统的随机共振行为，且存在ω-Ω数值关系可使得共振效果最佳.随着平均频率的增加，随机共振的峰值会呈现增大且偏移的状态，而的增大却往往会抑制随机共振现象.为了验证结果的可靠性，本文建立了Simulink模型，通过仿真实验可得到相同的结论.

摘要:本文利用忆阻突触来模拟两个相邻神经元之间膜电位差引起的电磁感应电流，构造了一种时滞下四维忆阻Hopfield神经网络模型.同时研究了此系统的零平衡点稳定性以及失稳时发生Hopf分岔的条件，并分析了不同时滞以及加入固定时滞后不同忆阻耦合强度下系统动力学行为发生的变化.通过数值模拟揭示了丰富的动力学现象，如极限环、混沌吸引子等.

摘要:突触传递是温度敏感的，由于缺乏温度依赖性的突触电导分析模型，无法在神经系统建模时包括温度效应.忆阻器因其阻值连续可变和纳米尺寸的优势，被广泛认为可以模拟生物突触.本文通过改进忆阻保留值和考虑温度对离子迁移和扩散的影响，提出一种新的氧化钨忆阻器模型，此模型更加符合忆阻器的实际行为特性.首先，改进的数学模型不仅具有原模型的功能，同时可以拟合忆阻器的实际遗忘规律.另外，将此忆阻器作为生物突触耦合两个相同的HH神经元，能够体现温度对突触传递的影响，即温度上升引起氧空位迁移和扩散速率发生变化，导致忆阻器电导变化速率加快，进一步影响兴奋性突触后膜电位幅值和放电次数，而相关仿真结果与神经生理实验现象相符.本文的工作表明，改进的氧化钨忆阻器模型更适合作为仿生突触应用到神经形态系统中，将为指导忆阻器的设计制造工艺以提高其仿生突触性能提供参考，也为研究温度对突触传递的影响提供了一种新思路.

摘要:为实现转子系统转轴裂纹故障的检测，以某型航空发动机为例，取其低压压气机部分建立含裂纹的简化动力学模型，基于外加常数激励能够显著放大裂纹转子系统的超谐波响应特征的原理，构建了一种能够用于转子系统裂纹故障检测的区间控制策略.通过控制算法实现在裂纹转子系统超谐共振转速区域内施加常数激励，放大超谐共振响应幅值，而在该转速区域以外不施加激励，避免对系统主共振产生影响.仿真结果表明：区间控制策略作用下的超谐共振响应幅值得到了显著放大，其中三分之一和二分之一临界转速处的超谐共振峰值被放大了4.6倍，在噪声环境下也能够轻松识别.

摘要:针对民机气动弹性问题，进行概念设计阶段的气动弹性优化设计，尽量避免因气动弹性导致后续的设计更改甚至重新设计.以某大展弦比机翼为例，参照同类飞机初步确定结构刚度分布，并以结构重量最小化为优化目标，以颤振速度、最大变形、最大应力、发散速度的限制为约束条件，利用优化迭代方法进行气动弹性求解.结果表明，在给定的约束条件下，机翼的颤振速度满足气动弹性稳定性要求，且强度、刚度和静发散特性也都满足设计要求；同时，根据优化求解结果得到了机翼的刚度分布指标.研究结果为民机概念设计阶段的结构布局提供了依据.

摘要:电磁自锁阀广泛应用于卫星、运载火箭、飞船等航天器中，在发动机点火、火工装置爆炸、星箭分离等强冲击环境下，可能发生锁闭失效，影响航天器的安全运行.本文针对冲击载荷作用下电磁自锁阀的锁闭可靠性问题，研究了自锁阀锁闭失效机理，建立了工装-自锁阀有限元模型，并通过模态试验验证模型的正确性.基于模态叠加理论，研究自锁阀的冲击响应特性，根据冲击响应结果和阀芯能量分析，判断阀芯锁闭状态.为了验证分析结果的准确性，使用摆锤式冲击台开展冲击试验，得到的阀芯锁闭状态与理论分析结果吻合良好，说明了分析方法的有效性.本文的研究可为电磁式自锁阀的抗冲击设计提供理论基础和技术支撑.