简介：矿井提升机在提升重物的过程中,由于质量和刚度的变化引起的系统固有频率十分缓慢的变化,因此考虑钢绳质量的矿井提升机系统是一个慢变参数振动系统.本文首先应用Kuzmak-Luke的多尺度法得到有一般非线性弹性力的强非线性振动系统解的周期性条件及用Jacobi椭圆函数表示的平方非线性振动和立方非线性振动的首阶渐近解.其次,将得到的结果分别应用于有平方、立方非线性弹性力的质量慢变的矿井提升系统.最后,将理论结果应用于某个矿井提升系统,应用算例的渐近解和数值解的比较表明本方法是有效的.

简介：基于改进的KBM法，研究了强非线性多自由度自治系统的内共振．求出了极限环的振幅和近似解的表达式．与KBM法比较，该方法的特点是：近似解中包含项中的不再是时间的线性函数，而是时间的非线性函数，它能提高近似解的精度，且应用更广，最后给出一个具体实例，得到了近似解以及相图．和数值结果比较，本文方法具有较高的精度．

简介：提出了非线性多自由度系统的一种新的参数识别方法，研究了二次非线性的2-自由度系统．基于保守系统存在能量积分的特点，由系统的运动微分方程导出了哈密尔顿函数，并用它作为参数识别的数学模型．利用系统自由振荡条件下相坐标测量值集合对系统的哈密尔顿函数进行拟合，并用最小二乘法进行参数识别．不管系统非线性度的强弱如何，只要系统是保守的，这种方法就有效．

简介：同时考虑阻尼对响应频率和相位的影响，引入简单的变换，将有阻尼Duffing系统进行重写，得到的新系统在使用MLP方法的参数变换中，待定参数不受初始条件的影响，直接应用MLP方法有效的推导出受简谐激励作用下的含有阻尼的强非线性Duffing系统主共振和1／3亚谐共振的分岔响应方程．首次将MLP方法直接应用于含有阻尼的Duffing系统，极大的推广了MLP方法的应用范围，并对退化为无阻尼系统的结果与现有文献结果相比较，得到满意的结论．

简介：强非线性系统经引入参数变换，并在一定的假设条件下，可转化为弱非线性系统．将其解展成为改进的傅立叶级数后，利用参数待定法可方便地求出强非线性系统的共振周期解．研究了Duffing方程的主共振、VanderPol方程的3次超谐共振和VanderPol-Mathieu方程的1／2亚谐共振周期解．这些例子表明近似解与数值解非常吻合。

简介：将参数变换法和随机多尺度法结合起来,研究窄带随机噪声激励下强非线性Duffing-Rayleigh振子的响应及稳定性问题.首先借助参数变换思想引入小参数,然后用多尺度法分离了系统的快变量,最后由摄动法和矩方程法得到了系统的稳态响应.并利用Routh-Hurwitz准则得到了稳态解稳定的充要条件.理论分析与数值计算表明:在一定条件下,系统存在两个稳定的稳态解.数值模拟的结果表明:参数变换法结合随机多尺度法研究强非线性随机系统的响应、稳定性等问题是有效的.

简介：将同伦理论和参数变换技术相结合提出了一种可适用于求解强非线性动力系统响应的新方法,即PE-HAM方法(基于参数展开的同伦分析技术).其主要思想是通过构造合适的同伦映射,将一非线性动力系统的求解问题,转化为一线性微分方程组的求解问题,然后借助于参数展开技术消除长期项,进而得到系统的解析近似解.为了检验所提方法的有效性,研究了具有精确周期的保守Duffing系统的响应,求出了其解析的近似解表达式.在与精确周期的比较中,可以得出:在非线性强度α很大,甚至在α→∞时,近似解的周期与原系统精确周期的误差也只有2.17%.数值模拟结果说明了新方法的有效性.

简介：研究系统存在不确定性的大柔性飞行器的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行器模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制器作为基线控制器.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制器,并对比两种方法的控制效果.仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标.

简介：利用哈密顿系统生成函数的性质求解LQ终端控制问题，并给出了相应的数值方法．针对现有文献中此类问题的最优控制律在终端时刻存在无穷大增益的情况，利用第二类生成函数的性质求解哈密顿系统两端边值问题并构造了无终端奇异性的时变最优控制律．然后根据哈密顿系统状态的正则变换性质导出了求解生成函数系数矩阵微分方程和计算时变控制律的矩阵递推格式．最后用所提出的方法研究了以能量均衡消耗为约束条件的卫星编队重构问题，设计了符合要求的闭环控制系统并给出了数值仿真结果．

简介：研究了Lufie广义系统基于状态观测器的控制器设计问题．通过使用Lyapunov稳定性理论，线性矩阵不等式方法，分别给出了状态反馈控制器和观测器的设计方法，并建立了分离原理，进而得到了基于观测器的控制器设计方法．所得结论对广义系统理论本身的发展和实际应用都有非常重要的意义．最后给出了仿真实例．

简介：利用遗传算法研究了一类切换规则只由状态决定的切换系统的控制器优化设计问题．首先由线性矩阵不等式（LMI）来设计切换控制器，然后应用遗传算法来对切换规则进行优化．优化后的切换规则不仅可保证闭环系统渐近稳定，而且具有良好的动态性能．将本文提出的方法应用在小车倒立摆控制系统上，仿真结果表明了本文设计方法的有效性．

简介：为了设计结构复杂、性能优越的多涡卷混沌系统,采用理论分析和数值仿真的方法,通过设计一个连续非线性函数,建立了三阶Chua系统的单方向与网格多涡卷吸引子模型.在Matlab平台上,通过吸引子相图、最大Lyapunov指数、分岔图和Poincaré截面等方法,分析了多涡卷Chua混沌系统的动力学特性.研究结果表明,多涡卷Chua混沌吸引子具有丰富的动力学特性,仿真结果与理论分析一致,表明了多涡卷Chua混沌系统设计方法的有效性和设计模型的正确性.

简介：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.

简介：提出了一个馈能式主动控制系统的设计方案,首先给出了一种馈能式主动控制的电机作动器的驱动方式,使得作动器能够在三种工作模式下进行功能切换.其次,分析了三种模式的工作时间比与能量平衡之间的关系,给出了能够实现能量平衡的基本条件,并得到了系统达到能量平衡的条件.最后,通过一个馈能式主动控制系统设计的算例验证了方法的可行性.仿真结果表明,该主动控制系统能够有效降低振动激励的干扰,并且能够达到能量平衡,即不需要外部的能量供给.

简介：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.

简介：在辛体系下利用精细积分对矩形波导纵向排列介质层PGB结构进行分析的基础之上，用响应面方法对滤波器进行了优化设计．采用棱单元对波导的横截面进行离散，然后导向哈密顿体系，运用基于黎卡提微分方程的精细积分求出一段介质层和一段空气层的出口刚度阵，再将两区段合并得到一个周期段的出口刚度阵，从而可对所有周期进行合并以对问题求解．在分析的基础上建立了滤波器的优化设计模型，利用响应面方法将目标函数和约束函数近似显式化，运用二次规划法对优化模型进行求解，得到了滤波性能最优的设计参数．算例表明本文方法是可行有效的．

简介：建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计方法．首先考虑自然风的脉动特性，采用Cooper理论和谐波叠加法模拟随车移动点的脉动风速，给出随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法．然后建立高速列车车辆系统动力学模型，计算高速列车的运行安全性，并基于可靠性理论，给出随机风作用下高速列车失效概率的计算方法．在此基础上，以高速列车动力学参数为优化设计变量，以失效概率和轮轴横向力为优化目标，采用多目标遗传算法NSGA—II进行动力学参数的自动寻优，建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计模型．经可靠性优化计算，高速列车的失效概率由原始的0．4884降低为0．1406，轮轴横向力由原始的45．13kN降低为43．01kN．通过优化高速列车动力学参数可以显著改善随机风作用下高速列车的运行安全性．

简介：以一种平面三自由度可控挖掘机构为例，运用拉格朗日方法建立了机构的刚体动力学模型，求解得到了各主动杆的系统广义力；进而针对其半闭环控制系统的控制策略进行研究，基于机构驱动元件．交流控制电机及其驱动器的数学模型，运用模糊算法设计了一种模糊-PID双模控制器并对其进行仿真分析．结果表明：基于模糊算法的控制器在超调量、调节时间、上升时间和抗干扰能力等方面均具有较好性能，满足系统的控制要求．