简介：研究3D刚体摆姿态稳定性的滑模控制问题．3D刚体摆由一个刚体绕一固定且无摩擦的支点旋转，刚体受到恒重力作用且具有三个转动自由度．针对3D刚体摆平衡位置处的姿态稳定控制问题，设计了滑模控制器并分析了角速度和姿态的渐进稳定性．由Lyapunov直接法找出了各个滑模系数取值的充分条件，并通过数值仿真实验验证了滑模控制方法的有效性．

简介：研究了单自由度线性单边碰撞系统在有界随机噪声参数激励下系统的矩稳定性问题．用Zhuravlev变换将碰撞系统转化为连续的非碰撞系统，然后用随机平均法得到了关于慢变量的随机微分方程．利用伊藤法则给出了系统一、二阶矩满足的常微分方程，根据微分方程的稳定性理论得到了系统一阶矩稳定充分必要条件的解析表达式和二阶矩稳定充分必要条件的数值算法，并对理论结果用数值方法进行了仿真计算．理论分析和数值仿真表明，无论是相对于一阶矩还是二阶矩的稳定性，随着随机激励振幅变大，系统的稳定性区域变小从而使得系统变得不稳定．而当调谐参数趋于零系统达到参数主共振情形时，系统的稳定性区域变得最小．当随机噪声强度逐渐变小趋于零时，由二种矩稳定性给出的稳定性区域变得一致．在一定的参数区域内，随机噪声使得系统稳定化．

简介：对构造的单边碰撞悬臂梁系统进行实验的定性研究,在基础激励实验中,变换多次激励频率,通过加速度传感器测量悬臂梁测点的响应信号,并通过力传感器测量得到限位器与柔性悬臂梁之间的碰撞力.通过Matlab软件对实测响应的时、频域分析处理,观察到系统复杂的周期、概周期、混沌等多种运动形式,并发现其中运动形式变化的区间存在突变.尝试对实验时域数据计算最大Lyapunov指数,以进一步验证其中混沌的存在,进一步发现了混沌响应下末端加速度响应与碰撞力的传递函数具有频响函数特征.实验研究体现了非线性动力学现象,也对分析应用混沌运动的实验结果提供了一个新视角.

简介：针对一类非线性减震器,应用能量相位法研究了减震器系统在1∶0内共振,第一阶主共振情形下系统的多脉冲轨道和同宿树.首先,将系统的无量纲动力学控制方程转化为近可积哈密顿系统的标准形式.其次,研究了该系统的未扰动力学行为和扰动动力学行为,分析了耗散因子及相位漂移角对多脉冲轨道脉冲数和层半径的影响,揭示了这类非线性减震器能量从高频模态向低频模态转移的动力学机理.

简介：基于翼伞系统归航轨迹的特点,采用Serret-Frenet坐标系表示距离"平衡"轨迹的偏差,得到线性时不变的误差运动方程.由此误差方程可以得到控制量与轨迹偏差之间的传递函数,直接进行轨迹控制器的设计.对于控制器输入所需的轨迹偏差和偏差率可以采用解析的方法近似求解,极大地简化了计算.整个设计流程简单明了,采用PD控制器进行轨迹跟踪的算例表明此套方法的有效性.

简介：本文对带质量块的微型双稳态压电板进行动力学分析.以中心固支四边自由的带质量块微型压电层合板为研究对象,应用应变梯度理论考虑尺寸效应,综合考虑力、电、热耦合作用,采用VonKarman大变形理论,运用Hamilton原理建立非线性动力学方程.利用特征值法探究不同内禀长度和不同压电铺设面积的情况下,温度和电压对其固有频率和稳定性的影响.其次研究了不同外激励下系统的非线性动力学响应.通过本文的研究发现,随着压电铺设面积的增大,力、电、热耦合效应增强,对系统的稳定性影响越显著;通过研究温度和电压对系统振动幅值的影响为振动控制提供了理论依据.同时发现尺寸效应对结构刚度影响较大,验证了微型结构考虑尺度效应的必要性.本文的研究结果会为今后的工程实际应用提供一定的理论参考价值.

简介：根据Mindlin微结构理论重新推导了含微结构的二维固体中孤立波传播的控制方程.利用行波变换,把复杂的非线性偏微分方程组简化为一非线性常微分方程.最后用动力系统定性分析理论,分析了含微结构的二维固体中孤立波的存在条件及其几何特性,证明了当介质中的某些参数满足适当条件时,在含微结构的二维固体中可以存在一种非对称孤立波.

简介：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.

简介：圆射流碎裂过程的理论研究对于发动机喷雾与燃烧科学研究至关重要,线性稳定性理论是对射流碎裂过程研究的一种重要方法.论述了粘性圆射流在不可压缩气体介质中的线性稳定性理论分析,应用液、气相的线性化纳维-斯托克斯量纲一控制方程组和量纲一化的线性运动学和动力学边界条件,采用对动量方程点乘哈密顿算子的方法,推导出了n阶量纲一色散准则关系式.

简介：建立了道路岔口处车辆分流时的一种流体力学格子模型．推导出了该模型的线性稳定性条件．通过非线性稳定性分析得到MKdV方程，进而可用MKdV方程的扭结．反扭结解去描述交通阻塞现象．结果显示：主干道车辆换道率的增加能够使共存曲线下降，从而起到提高主干道车流的稳定性的作用．

简介：对具有重根的广义特征值问题,采用基于快速Fourier变换的方法进行求解,实现重根辨识.文章中采用多次单点初始激励的方式,仿真计算测点上的自由振动响应,对响应进行快速Fourier变换后得到频域数据.而后对频域数据分析,得到固有频率和多组测点振型数据.根据单频和重频处的振型特性,引入振型的余弦相似度为判别参数,辨识重根.数值算例表明,该方法可有效实现重根辨识,同时特征值的计算能达到较高精度.

简介：研究了轴向流作用下板状叠层结构在非线性弹性支承下的分岔与混沌行为，假设叠层结构中各板在同一时刻有相同的变形，同时考虑三次非线性弹性支承对板状梁的影响，系统的非线性偏微分方程经过转化可表示为一阶的状态方程。数值迭代计算表明，板状叠层结构具有丰富的非线性动力学现象，通过对几个关键系统参数的研究，发现板状梁结构的振动存在复杂的分岔现象和混沌响应，系统是经由经典的倍周期分岔通向混沌的。

简介：结合材料力学中曲率的概念，利用格罗斯曼理论计算气动力，应用拉格朗日方程建立了一类大展弦比机翼的非线性动力学模型．对该模型进行了无量纲化处理，利用第一李雅普诺夫量研究了该系统由稳态平衡解向Hopf分岔解（颤振运动）演化的临界条件和路径，以及系统发生benign颤振（超临界）、catastrophic颤振（次临界）的识别条件．利用规范性理论、Hopf分岔定理研究了模型的颤振行为，并研究了不同展弦比对颤振速度的影响．数值模拟验证了理论分析的结果．

简介：为揭示弹箭在高空飞行过程中由于重力持续作用产生大攻角的物理本质，建立了弹道平面内时变参数的弹体运动数学模型，并推导了弹体在高空飞行段的攻角响应方程．同时，为了分析弹道顶点附近锥形运动的稳定性，综合考虑弹体姿态运动和位移运动建立了旋转弹锥形运动的动力学模型．针对大攻角引起显著气动非线性效应的情况，采用李雅普诺夫一级近似方法，给出了弹道顶点附近弹体锥形运动的稳定判据，并通过数值仿真验证了其正确性．

简介：中心直裂纹巴西圆盘试样可以用于脆性材料在纯Ⅰ型、纯Ⅱ型以及Ⅰ-Ⅱ复合型载荷下的动态断裂韧度的测试．通过改变径向冲击的加载角口（加载方向相对于裂纹的倾斜角），可以方便地实现不同的Ⅰ、Ⅱ型动态断裂实验．本文用有限元软件ANSYS对试样进行动态复合型断裂模拟分析，研究了不同载荷、不同材料以及不同试样尺寸对动态无量纲应力强度因子的影响，得到了纯Ⅱ型加载所对应的加载角θa的近似计算公式．对于在斜坡载荷作用下的复合型断裂，Ⅰ、Ⅱ型应力强度因子具有相似的时间历程曲线，其比值逐渐趋近于一个常数．本文给出了不同无量纲裂纹长度的试样在不同加载角下对应的Ⅰ、Ⅱ型无量纲应力强度因子的比值K1（t）／KⅡ（t）（该比值称为复合比），利用该复合比，可以通过应变能密度因子准则求出试样的起裂角β0，得到的结果与文献给出的试验结果吻合得很好．

简介：利用压电材料的正压电效应与逆压电效应对悬臂板结构复合材料机翼进行观测与颤振抑制.采用不同的压电材料分别作为作动器与传感器,建立了含有压电层的复合材料层合板的有限元模型,采用偶极子网格法（DLM）计算升力面的亚音速非定常空气动力,用Roger近似法对频域空气动力进行有理化近似,在此基础上建立了力-电-气动耦合系统的控制方程.针对多输入多输出（MIMO）系统,设计LQG最优控制律,对比系统的开、闭环颤振特性.应用Runge-Kutta法求解系统的时域动响应,数值仿真验证了该方法对颤振抑制的有效性.

简介：考虑环境阻尼因素的影响,研究了具有运动约束作用Kelvin-Voigt型输流曲管的混沌运动现象.数值仿真表明,输流曲管系统在某些参数取值时具有混沌运动的可能,管道材料的粘弹性系数和环境阻尼等因素对曲管的动力响应产生较大的影响.这些结论可为工程管道系统的铺设与设计提供参考.

简介：把谱元法应用于刚架结构的动力学响应计算和分析中.建立了杆和梁的谱单元动力学刚度阵,针对刚架结构组装了整体动力学刚度阵,建立了整体结构的运动方程,计算了结构的固有频率和时域响应,并与采用有限元方法得到的结果进行了对比.从结果中可以看出谱元法在数值模拟中的独特优势.

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：利用三维有限元方法,分析了风速、攻角、导线分裂、磁场力和防舞装置等各种因素对导线舞动的影响.结果表明:风速、攻角和导线分裂等对导线舞动的影响很大;磁场力的影响很小.为减轻和防止导线舞动,在导线距离杆塔1/3和2/3处施加压重,可以获得明显的防舞效果.