全选反选导出
    显示模式:
    2022,20(3):1-7, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-038
    摘要:
    考虑一类拟周期激励的分段非线性轧机辊系系统,发现了丰富的奇异非混沌动力学现象.揭示了该系统中奇异非混沌吸引子的产生机理.通过数值结果发现有三种路径可以演变为奇异非混沌吸引子,即分形路径、阵发路径和Heagy-Hammel路径.通过最大李雅普诺夫指数验证其非混沌特性;采用有理数逼近无理数和相敏感函数刻画其奇异特性.
    2022,20(3):8-14, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-047
    摘要:
    在几何力学框架下,首先,推导了开链机械臂的反馈Hamel变分积分子,其中用反馈控制算法实现了Hamel积分子的寻根;其次,将上述算法用于计算反应规划的正向动力学,在此基础上将回转力引入传统人工势场法来设计斥力,可以克服传统人工势场法中易陷入势场局部极小的缺点,实现机械臂整臂的实时避障轨迹规划;最后,通过两个数值仿真验证了上述所提算法的有效性.
    2022,20(3):15-24, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-034
    摘要:
    基于岛一桥结构的柔性电子器件因其优越的延展性,在可穿戴皮肤电子和航空航天等领域展现出巨大的应用潜力.压电材料因其良好的电学和力学性能成为制造岛一桥结构蛇形互联导线的理想材料.然而,岛一桥结构的电子器件在工作过程中极易受温度激励等复杂物理场影响,产生非线性振动,会严重影响电子器件的稳定性和灵敏度.故而本文研究压电岛一桥结构的非线性动力学响应.首先,基于Timoshenko梁理论,建立两端固支的压电岛一桥结构偏微分振动控制方程;其次,利用Galerkin截断法,得到形式较为简单的常微分控制方程,并利用几何积分方法数值求解该常微分方程;最后,通过数值实验验证几何积分方法的有效性和优越性,讨论温度变化量和电压等参数对岛一桥结构动力学响应的影响规律.本文研究结果将为基于压电岛-桥结构的柔性电子器件的设计提供理论参考.
    2022,20(3):25-39, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-039
    摘要:
    柔性关节柔性连杆机械臂是典型的非线性、强耦合、欠驱动系统,其控制难度高.对于这类系统,选择合适的动力学模型进行控制器设计对于提高控制性能是非常有帮助的.为此,研究了具有柔性关节柔性连杆机械臂的动力学建模问题,并提出了一种改进的建模方法.在该方法中,连接柔性连杆的柔性关节首先被简化为刚性关节和柔性连杆的弹性约束边界.然后,根据结构动力学理论、哈密顿原理和假设模态法建立系统的刚柔耦合动力学方程.相较于将柔性关节简化为刚性关节和扭簧的传统处理方式,所采用的简化方式一方面可以降低系统的自由度,另一方面可以得到更适合控制器设计的动力学模型.最后,通过数值仿真验证了本文方法的有效性和优势.
    2022,20(3):40-49, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-044
    摘要:
    部分改进高维系统的广义Melnikov方法研究含参非线性动力系统的混沌问题,并应用于研究环形天线结构的混沌运动等复杂非线性动力学行为.通过定义恰当的横截面,发展适用于研究五维含参非线性动力系统的Melnikov方法,获得系统发生Smale马蹄意义下混沌运动区域及判定定理.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环形天线结构的混沌运动,得到系统发生混沌运动的不稳定区域及相应的参数控制条件.探讨阻尼系数、参数激励对系统动力学行为的影响,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.
    2022,20(3):50-55, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-010
    摘要:
    通过实验的方法对基础激励作用下悬臂输流管的动力学行为进行振动测试分析.设计并搭建了悬臂输流管振动测试的实验平台,深入研究了悬臂输流管在不同流速及不同参数情况下的振动行为,分析了在基础激励作用下,悬臂输流管振幅的变化规律.结果表明,悬臂输流管的物理参数对悬臂输流管发生颤振失稳的临界流速有着极其显著的影响,在基础激励作用下,悬臂输流管的振幅明显增大,并且当激振力频率接近悬臂输流管的固有频率时,输流管的振幅达到最大.
    2022,20(3):56-65, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-035
    摘要:
    基于淋巴细胞在免疫应答中的生化特点,将肿瘤与免疫系统之间的竞争划分为两个阶段,即未成熟无杀伤力淋巴细胞与成熟能有效杀死肿瘤细胞的淋巴细胞,并分别从确定性与随机性两个角度讨论了两阶段肿瘤-免疫模型的发展演变规律.通过稳定性和相图分析,发现无肿瘤平衡点可以实现渐近稳定,此时肿瘤能够彻底被清除.但有肿瘤平衡点不稳定,此时免疫细胞与肿瘤细胞此起彼伏,持续保持竞争状态.考虑细胞生长的内微环境后,重点研究了在稳态平衡点附近高斯白噪声对细胞密度均值与二阶矩的影响.研究发现,微环境噪声在第一个稳态点附近改变了肿瘤细胞被清除的状态,说明此处微环境有利于肿瘤的生存和生长.二阶矩曲线则说明肿瘤细胞在微环境的影响下密度波动最大.比较而言,肿瘤细胞密度在第二个稳态点附近持续波动很大,但受微环境噪声影响较小,未成熟的淋巴细胞与肿瘤细胞都非线性地敏感依赖于免疫系统的杀死率参数.
    2022,20(3):66-76, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-040
    摘要:
    对于广泛存在的弹性支撑梁,首次呈现支承弹簧刚度对轴向激励下梁横向振动稳定性的影响.应用Hamilton原理,建立了两端由线性弹簧支撑的受轴向激励梁的动力学控制方程.通过解析方法计算了受轴向压力梁的固有频率,得到了支撑弹簧刚度与系统固有频率和临界轴力的关系.Galerkin截断后,通过多尺度法和Runge-Kutta法,计算得到了梁参激振动稳态响应的半解析与数值解.讨论了激励幅值、支撑弹簧刚度、平均轴力对系统非线性响应幅值及软硬特性的影响.利用Routh-Hurwitz稳定性判据,求得系统的参激稳定边界,着重讨论了支撑弹簧刚度、阻尼系数的影响.研究发现,边界支撑弹簧的刚度可以显著改变受轴向激励梁的参激稳定边界.因此,研究结果将为广泛存在受到轴向激励结构的设计提供指导.
    2022,20(3):77-82, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-046
    摘要:
    针对磁悬浮飞轮转子位移传感器扰动引起的多频谐波振动,提出一种基于最小均方差(LMS)的变步长算法实现谐波振动的有效抑制.建立模型对磁悬浮轴承转子的位移刚度系数kh和电流刚度系数ki片进行辨识,以位移传感器扰动引起的八倍频噪声为抑制目标,在自适应LMS算法抑制电流扰动基础上,改进一种随转子位移信号频率变化而变化的变步长因子实现自动平衡,利用广义根轨迹分析了引入补偿后系统的闭环稳定性.仿真结果表明所提出的方法能够有效实现对八倍频振动的抑制.
    2022,20(3):83-88, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-032
    摘要:
    航天器中的精密微电子器件布局影响着航天器局部振动特性,反过来,航天器的局部振动影响着精密微电子器件稳定性和精度.基于此,本文对航天器中微电子器件的布局进行了优化,以降低结构局部振动对微电子器件的影响.在每一步优化迭代过程中,微电子器件固定在一薄板上,薄板通过螺钉固接在航天器结构本体上,使用关注系统局部几何性质的保结构分析方法分析该薄板结构的局部振动特性.本文的优化方法和优化结果为航天器中精密微电子器件的布局设计提供参考.
    2022,20(3):89-98, DOI: 10.6052/1672-6553-2021-043
    摘要:
    利用弹性体作为虚拟结构建立的集群控制可以实现编队的大规模形变,同时自然满足避碰避撞需求.通过将集群编队嵌入到几何精确梁中,利用在李代数中对流应变的插值及对编队的虚拟弹性势能的塑形来快速实现编队变换.在场论Hamel形式框架下,建立了集群柔性编队围捕的算法.其能精确反映集群中个体的位姿以利于工程实现,同时具有坐标选取无关性适于刻画集群大范围运动.所得算法具有分布式特征,可并行实现从而满足实时控制的需要.通过模拟仿真验证了所得算法在实际场景中的适用性和有效性.
    2022,18(3):98-104, DOI: 10.6052/1672-6553-2020-038
    [摘要] (200) [HTML] (153) [PDF 2.52 M] (495)
    摘要:
    建立了三轴重载车辆半主动悬架的整车动力学模型,并对该车辆模型平顺性的优化控制进行了研究.应用总成分解法计算整车的转动惯量,建立半主动悬架系统的三轴重载车辆整车动力学模型,采用整体式平衡悬架,并考虑车辆的驾驶室模型以更符合实际;针对半主动悬架系统,以车体垂向速度﹑俯仰角速度和侧倾角速度及其变化率,为输入设计了三个模糊控制器;利用MATLAB/Simulink软件对所建半主动悬架整车车辆模型应用相应控制策略进行模拟仿真,并与被动悬架系统车辆模型的仿真结果作比较;结果表明:半主动悬架车辆模型的车体和驾驶室的振动特性都有了明显的改善,有效地提高了该重载车辆模型的平顺性,对提高驾驶员的驾驶舒适性和减少货物破损率提供理论基础.
    全选反选导出
    显示模式:
    2014,12(3):193-200, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-046
    [摘要] (2097) [HTML] (0) [PDF 748.46 K] (4515)
    摘要:
    航天器对恶劣动力学环境的适应能力直接关系到整个航天飞行任务的成败,振动试验控制技术是动力学环境试验的关键环节.本文分析了近年来国内外航天器振动试验设备和振动控制算法的研发动态、基本原理和关键技术达到的水平.提出了跟踪研究的基本思路,途径及建议.
    2014,12(1):18-23, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-068
    [摘要] (2163) [HTML] (0) [PDF 1.13 M] (4371)
    摘要:
    以单晶悬臂梁压电发电装置为研究对象,在考虑压电材料非线性的情况下,利用广义Hamilton原理、Rayleigh-Ritz法、Euler-Bernoulli梁理论及压电元件恒定电场假设建立了悬臂梁压电发电装置的分布式机电耦合模型,通过数值计算分析谐振频率附近解的特性与系统参数及初始条件的关系,揭示了压电材料非线性、外激励参数对系统响应的影响规律,并通过实验验证了解析解的正确性.结果表明,压电材料的非线性特性会导致近似解的共振峰向左偏移,呈现软特性的非线性特征;当激励频率变化时,系统响应存在多解、跳跃等现象,主共振解的真正实现与初始条件的选取有关.
    2015,13(5):361-366, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-064
    [摘要] (674) [HTML] (0) [PDF 826.19 K] (4190)
    摘要:
    动力学和控制系统中往往包含有不确定性参数,为此提出了一种基于随机响应面的不确定性参数灵敏度分析方法,以量化参数不确定性对响应变异性的影响.文中首先利用随机响应面建立不确定性参数和响应之间的表达式,然后通过求偏导方式推导参数的灵敏度系数,该系数综合反映了参数均值和标准差的影响.最后通过一根包含几何、材料不确定参数的数值梁来验证所提出方法,并与方差分析法结果进行了比较.
    2014,12(3):243-247, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-054
    [摘要] (1942) [HTML] (0) [PDF 1.07 M] (4134)
    摘要:
    随机振动试验中存在的加速度功率谱密度带外超差问题对普遍采用的随机振动试验非常重要,本文分析了功率谱密度带外超差出现的原因、征兆、对试验产生的影响以及采取的解决措施,并且分析了常用随机振动试验和振动试验计量检定标准中对功率谱密度带外超差的规范要求.
    2017,15(5):385-405, DOI: 10.6052/1672-6553-2017-039
    [摘要] (1239) [HTML] (0) [PDF 1.91 M] (4061)
    摘要:
    首先回顾多体系统动力学的学科发展和学术交流情况,然后系统概述了多柔体系统动力学方程数值算法、多柔体系统接触/碰撞动力学与柔性空间结构展开动力学三个方面的研究进展及值得关注的若干问题,最后给出了开展多柔体系统动力学研究的若干建议.
    2014,12(3):225-229, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-051
    [摘要] (1600) [HTML] (0) [PDF 1.38 M] (3757)
    摘要:
    基于ANSYS软件和CFX软件的双向隐式交错迭代法对超空泡射弹尾拍运动过程中的流固耦合响应进行了研究,结构响应仿真采用有限元法、流场仿真采用分相流模型和SST湍流模型,重点比较分析了流固耦合作用对射弹运动姿态和流体动力的影响,给出了尾拍过程中弹体应力的变化规律.
    2014,12(3):269-273, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-043
    [摘要] (2449) [HTML] (0) [PDF 336.30 K] (3727)
    摘要:
    针对工程中需要从火箭结构系统的整体模态中识别纵向模态,根据模态有效质量理论,提出了一种识别火箭结构系统纵向模态的自动辨识方法.以具有集中质量系统的振动特性作为算例,通过有限元软件,建立了具有集中质量系统的梁模型,利用自动辨识的方法,自动辨识出系统的纵向模态,并与应用模态分析法所计算的系统模态信息相比较,这种自动辨识方法不仅能准确的辨识出振动系统的纵向模态, 而且还具有自动高效的识别特点.为准确快速建立液体火箭POGO振动系统的动力学模型等工程系统的模型提供理论依据.
    2012,10(1):21-26, DOI:
    [摘要] (529) [HTML] (0) [PDF 567.09 K] (3598)
    摘要:
    建立连续绳系卫星系统的离散的可变自由度有限维动力学模型,描述其长时间空间大范围运动.绳系卫星系统为复杂的非线性动力学系统.考虑了系绳的黏弹性、分布质量和空间位形,使得建立的改进珠式模型能够细致地描述系绳的纵横向振动.根据绳索只能受拉而不能抗压的特性引入了系绳单元的松弛模型,准确反映系绳真实受力情况.研究了系统自由度改变的实现方法,通过数值积分计算得到了绳系卫星系统释放、收拢和保持阶段的长时间历程的动力学响应,计算结果是收敛的.仿真结果印证了稳定平衡位置在绳系系统动力学中的重要特性.
    2008,6(4):301-306, DOI:
    摘要:
    研究了一阶时滞微分方程的状态反馈P控制、PI控制问题,目的是确定反馈增益的范围使得系统的平衡态是渐近稳定的. 对P控制状态反馈控制模型,利用Lambert W函数的主分支给出了确定反馈增益的显式判据以及系统的最优反馈增益; 在PI状态反馈控制模型中,运用稳定性切换原理并结合D-划分法确定了在反馈增益平面上系统的稳定性区域,并利用Lambert W函数采用数值方法给出了系统的最优增益曲线. 和现有方法相比较,本文方法更直观、 计算更简单.
    2016,14(2):97-108, DOI: 10.6052/1672-6553-2015-009
    [摘要] (1403) [HTML] (0) [PDF 1.87 M] (3549)
    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.
    2013,11(1):12-19, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-003
    [摘要] (1504) [HTML] (0) [PDF 530.95 K] (3327)
    摘要:
    航空发动机整机振动历来是发动机研发设计中不可忽视的重要部分,而机匣作为发动机的骨架,它的振动直接反映了发动机整机振动的水平.本文分析了航空发动机机匣动力学问题及故障分类,综述了机匣动力学的国内外发展现状与趋势、问题及解决的办法,并阐述了航空发动机机匣包容性问题的发展现状,最后提出了适合我国航空发动机技术水平的机匣发展设想.
    2013,11(4):357-362, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-041
    [摘要] (679) [HTML] (0) [PDF 350.50 K] (3183)
    摘要:
    目前汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1.本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,可以利用广义逆矩阵的理论求该方程组的解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法.相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性.
    2014,12(3):283-288, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-061
    [摘要] (2054) [HTML] (0) [PDF 479.50 K] (3082)
    摘要:
    针对大展弦比机翼水平弯曲模态参与耦合颤振问题,首先用考虑几何非线性的颤振分析方法研究了某大展弦比机翼的颤振特性,结果表明水平一弯模态参与耦合降低了机翼传统模式的线性颤振速度;然后研究了复合材料的铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性的影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计的新方法.结果表明主刚度方向角的变化主要引起了水平一弯模态振型的改变,一般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态的相对扭转振型节线位置向前缘移动;反之,该节线位置后移.进一步非线性颤振分析,发现水平一弯模态振型的变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度的明显改变,主要表现为该颤振型的颤振速度随该阶模态的相对扭转振型节线位置前移量的增加而增大.通过两个算例验证了结论的正确性.
    2014,12(3):253-258, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-056
    [摘要] (1490) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (3035)
    摘要:
    为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案(约束法、结合约束法与评价函数法).基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数(结构柔度与振动频率的函数),将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.
    2016,14(3):247-252, DOI: 10.6052/1672-6553-2015-052
    [摘要] (1301) [HTML] (0) [PDF 2.18 M] (3017)
    摘要:
    轮胎作为车辆与路面接触的唯一载体,其力学特性是车辆动力学响应分析和控制的重要基础.目前仿真研究中所使用的轮胎模型多为稳态模型,不能精确地描述轮胎的动态特性.因此,将动态轮胎模型应用于车辆动力学仿真软件中,对于整车动力学仿真和研究具有重要的作用.多体动力学软件Adams中自带的轮胎摩擦模型为静态模型,它将摩擦系数视为一个静态值,而实际轮胎与路面之间的摩擦是动态变化的,应为相对速度和位移的动态函数,所以本文以基于LuGre动态轮胎模型,应用Matlab/Simulink软件构建动态轮胎模块,通过接口与Adams/Car连接,进行整车模型与Simulink轮胎模型的同步联合仿真,实现轮胎与路面动态接触的历程的模拟,提高车辆系统仿真的精度.〖HJ1〗〖HJ〗
    2014,12(2):183-187, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-025
    [摘要] (988) [HTML] (0) [PDF 811.52 K] (3009)
    摘要:
    永磁同步电机由于谐波少、转矩的精度高,常用于伺服系统和高性能的调速系统.为研究需要,对其物理模型进行简化,建立了电机的数学模型及其基本方程.本文采用使直轴电流id=0方法进行研究,得到了基于转子磁场定向矢量控制下的电机电磁转矩方程.在Matlab/Simulink搭建整个系统仿真模型、转速和电流控制模块,并对系统进行仿真.仿真结果表明所得波形符合理论分析,系统响应快、超调量小,系统运行稳定,具有良好的动、静态特性.该方法采用易扩展的模块化设计,可在线修改和观察所有参数以及参数变化对系统控制效果的影响,从而能方便地验证各种控制策略,并据此选出高效的快速设计方案,缩短了研制周期,对系统设计和调试起到了很大的作用.
    2014,12(3):205-209, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-059
    [摘要] (1673) [HTML] (0) [PDF 467.15 K] (2957)
    摘要:
    研究了空间结构振动抑制的被动非线性消振方法.提出了适用于空间环境的非线性消振器结构及动力学模型,该结构通过引入磁力实现空间环境下航天器结构的振动抑制. 然后,从理论上建立了含有非线性消振器的空间悬臂梁结构动力学模型,并通过Galerkin截断及数值分析方法分析了瞬态激励下非线性消振器对空间悬臂梁结构的被动振动抑制效果.仿真结果表明,该被动非线性消振器对系统的能量耗散率可以达到92%,可以实现非常好的振动抑制效果,能够适应空间环境,并提高航天系统的可靠性.
    2014,12(1):36-43, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-110
    [摘要] (1298) [HTML] (0) [PDF 2.22 M] (2940)
    摘要:
    利用有限元方法建立了航空发动机双转子系统耦合非线性动力学模型,采用MATLAB计算了系统的临界转速和振型;研究了双转子结构的稳态不平衡响应,给出了双转子-机匣系统在不同转速下的运动规律,为工程中双转子系统的设计提供了一定的理论支持.
    2014,12(3):201-204, DOI: 10.6052/1672-6553-2014-048
    [摘要] (1750) [HTML] (0) [PDF 296.79 K] (2851)
    摘要:
    在飞机结构设计中,非线性因素不可避免.本文以高超音速流下的,在俯仰自由度上含有立方非线性刚度的二元机翼为研究对象,采用平均法及颤振理论研究了超高速飞机机翼的非线性动力学行为,并通过数值计算验证了理论计算的正确性,给出了对比分析结果.
    2014,12(1):62-66, DOI: 10.6052/1672-6553-2013-097
    [摘要] (951) [HTML] (0) [PDF 832.87 K] (2777)
    摘要:
    提出用样条有限点法分析拱的自振频率,采用3次B样条函数的线性组合作为位移振型函数,以曲杆变形理论为基础,根据Hamilton原理建立了考虑恒载效应影响时拱的振动频率方程.计算分析了恒载效应对拱结构自振频率的影响.结果表明恒载效应会使拱结构自振频率减小;影响大小与结构自身刚度有关;拱结构截面刚度一定时,拱矢跨比、径厚比越大,恒载效应对自振频率的影响越大.

微信公众号二维码

手机版网站二维码