时滞抛物型方程的拟小波精细积分法

对时滞抛物型方程初值问题提出了采用拟小波精细积分法进行计算,采取拟Shannon尺度函数为权函数,利用小波配点法对空间域离散,将时滞抛物型方程转化为常微分方程组,然后用高效的精细积分法求解时滞常微分方程组。这种方法的优点是精确度高、稳定性好。数值算例表明,本文提出的拟小波精细积分法具有很高的精度,因而是一种有效的数值方法。     

结构非线性动力学方程的自适应精细积分算法

将定常结构动力方程的精细时程积分算法推广应用于非线性动力学问题时,对非线性项的线性化处理使该方法的计算精度对时间步长非常敏感.为此本研究中将龙贝格积分法引入该方法,提出了由此而产生的指数矩阵的快速精细算法,从而使时间步长的选择具有了自适应性,且计算精度和效率均得到提高.文中的数值算例给出了该方法的计算精度和效率.     

线性非齐次常微分方程两端边值问题精细积分法

采用齐次方程的精细积分法与非齐次项的精细积分法联合求解线性非齐次常微分方程两端边值问题.分别使用矩阵指数方法与区段混合能方法(Riccati方法)将两端边值问题转化为初值问题,通过精细积分递推格式求解一般的初值问题,避免对系统矩阵求逆,非齐次项的计算精度达到了齐次通解精细积分计算的精度,且计算量小.算例结果证明了此方法的有效性.     

多自由度非线性动力方程的改进增维精细积分法

针对多自由度非线性动力方程,提出了一种改进的增维精细积分法。将非线性项当作载荷来处理,并采用增维的方法使非线性动力方程转化为形式上的齐次方程,使该齐次方程的系数矩阵具有一个定常子矩阵,避免了每一个时间步内要进行若干次矩阵的加、乘迭代来更新指数矩阵,提高了增维精细积分法的计算效率,尤其是对大型结构的长期性态仿真效果十分明显。数值算例表明,该方法对一般的多自由度的非线性动力方程的求解具有精度高、计算速度快的特点。     

拱坝随机振动分析中的精细直接积分法

为了解决传统方法计算拱坝随机振动效率较低的问题 ,将虚拟激励法和精细直接积分方法结合 ,针对虚拟激励法中荷载为振荡函数的特点提出了振荡函数的精细直接积分法并应用于拱坝地基动力相互作用的有限元边界元无限边界元 (FE- BE- IBE)耦合模型中。以某拱坝为例对Wilson- θ法、Cotes积分法和振荡函数的精细直接积分法进行了比较计算。结果表明 ,精细直接积分方法可以在保证计算精度的前提下增大计算时步的步长 ,提高计算效率 30～4 0倍 ;精细直接积分法中振荡函数的精细直接积分法效率更优于 Cotes积分方法     

非线性动力学方程的自适应精细积分

将定常结构动力方程的精细积分算法推广应用于非线性动力学问题的求解．对非线性项的线性化处理使该方法的计算精度对时间步长非常敏感,为此将龙贝格积分法引入该方法,提出了由此而产生的指数矩阵的快速精细算法,从而使时间步长的选择具有了自适应性,计算精度和效率均得到提高。     

流-固耦合问题的精细积分求解法

为了解决流-固耦合动力学求解效率和精度低等问题,提出了增维精细积分法.根据有限元理论推导流-固耦合方程,将流-固耦合方程改写成状态空间形式,在矩阵仅增加1维的情况下将积分运算转化为代数运算,扩大了精细积分法的应用范围,从而得到增维矩阵的流-固耦合精细积分求解.同时,将增维精细积分法与Newmark法的计算结果进行对比,以验证其有效性.结果表明,由于不用求解矩阵H的逆矩阵,增维精细积分法避免了矩阵奇异带来的计算解的不稳定性.增维精细积分法与Newmark法的计算结果较吻合,且其在较大计算时间步长条件下的计算精度较高.     

解波动方程的精细积分法及其数值稳定性分析

将精细积分法用于求解波动方程。详细论述了精细积分法的数值方法,并给出了相应的计算公式。数值算例表明,用精细积分法得到的解与精确解十分吻合,比有限差分法具有更高的精度。同时,推导了解波动方程精细积分法的稳定性条件。与有限差分法相比,精细积分法有更好的数值稳定性。精细积分法的计算公式适用于求解实际工程问题的波动方程,并易于推广应用到二维和三维波动方程的数值求解。     

奇异系统矩阵的精细积分

在原有精细积分法的基础上,对非齐次方程出现奇异矩阵的问题进行探讨.采用奇异值分解法,利用奇异值分解得到的正交矩阵.将奇异矩阵转化为非奇异矩阵,然后利用精细积分法进行求解,最后通过转换矩阵得到原奇异问题的解.数值算例表明,该方法简单易行,并保持了精细算法的优点.     

精细积分法在非线性动力学问题中的应用

 针对非齐次结构动力方程Duhamel形式的特解,建立了一种高效的特解精细积分法,对于非齐次项为幂函数和指数函数的情况,该方法能给出计算机上最高精度的解答。上述特解精细积分过程能与通解精细积分过程有机地结合起来,并形成一种高效的广义精细积分法。在此基础上,建立了非线性动力学方程的一种迭代算法。该方法具有很高的精度和效率以及较大的适用范围。算例结果证明了该方法的有效性。     

分数阶导数型粘弹性结构动力学方程的数值算法

基于精细积分方法,提出了具有分数阶导数型本构关系的粘弹性结构动力响应的一种新的数值计算方法。该方法首先将系统的动力学微积分方程转化为含分数阶导数项的一阶常微积分方程组,然后采用精细积分法对方程进行积分计算得到系统响应。数值计算结果与解析法及Zhang Shimizu算法的结果相吻合,并显示随计算步长减小其计算的收敛性更好。     

A discrete PI fault observer design and application in variable speed wind turbine system

For the discrete-time system which is subjected to uncoupled actuator faults and sensor faults simultaneously, a robust fault diagnosis method based on a proportional integral observer (PIO) is presented. The proposed PIO uses an additionally introduced integral term of the output errors to obtain the estimation of actuator faults. Besides, the sensor faults are regarded as the augment states so that the PIO can trace them. Moreover, the convergence of the PIO is proved. A variable speed wind turbine(VWT) example is given to demonstrate the fast convergence and diagnosis precision of the proposed PIO.     

具智能积分器的模糊控制方案

模糊控制器不依赖于对象的数学模型，对于复杂对象也能得到令人满意的动态性能。它的主要缺陷是存在稳态误差，且工作点附近容易产生极限环振荡，这就限制了它的应用范围，如何消除模糊控制器的稳态误差，同时又能保持其自身的优点，一直是人们关注的热点问题。为此提出在模糊控制系统中引入智能积分环节的策略。在阐述了模糊控制系统中引入积分环节解决两个关键问题的基础上，提出了两种引入智能积分器的方案，并对两种方案的特点和应用场合进行了总结。     

瞬态反平面动力学问题的Cauchy型奇异积分方程解法

本文使用边界积分方程和分离奇异主部等技巧，将瞬态反平面动力学问题归结为求解Ｌａｐｌａｃｅ变换域上的Ｃａｕｃｈｙ型奇异积分方程，并严格证明了该方程与Ｓｉｈ导出的对偶积分方程等价。本文还进一步研究了两条裂纹问动态影响；使用高精度的奇异积分方程算法及Ｌａｐｌａｃｅ数值反演法。文中计算了若干典型例子的动态应力强度因子，有关结果表明本文方法是成功和可靠的。     

脱靶量前馈补偿光电跟踪伺服系统的跟踪精度

提出在电视脱靶量处提供前馈信号,引出一种斜坡累加补偿跟踪误差的方法。理论证明和计算机仿真,指出这种方法与动态高型方法的实现有着高度的相似,这使得我们可以从一种新的角度解释动态高型方法提高跟踪精度的机理,并为动态高型方法在工程上实现电视跟踪伺服系统的跟踪精度的提高提供了理论依据。     

机电冲击荷载下狭长压电板双共线反平面裂纹的瞬态响应

对机电组合冲击荷载下狭长压电板双共线反平面裂纹的动态响应问题进行了分析.采用积分变换方法将一个电弹性混合边值问题化为奇异积分方程组,进一步利用Gauss-Chebyshev求积公式将其化为一组代数方程,求解这些代数方程并完成拉普拉斯逆变换,获得了裂纹顶端动应力和动电位移强度因子.结合压电陶瓷材料BaTiO,对动应力强度因子进行了数值计算.结果表明:无量纲动应力强度因子随时间T由零迅速增大,很快达到一个峰值,然后缓慢衰减;当T较大时,在其对应的静态值附近作微小振荡.裂纹两端动应力强度因子的峰值随比值b/h增大而增大,且稍右移.本文方法较常用的Fredholm积分方程方法,推导简便、易于数值计算.     

VSC-HVDC双积分滑模解耦控制器设计

针对传统的双闭环矢量电流控制(VCC)动态响应与解耦性能不佳、电流谐波畸变率高等不足,首先建立了VSC-HVDC系统在同步旋转坐标系中的暂态数学模型.然后结合直接功率控制(DPC)和积分滑模控制(ISMC)的特点,提出了双积分滑模直接功率控制(DISM-DPC)策略,设计以瞬时功率偏差为系统状态的双积分滑模面并推导了相应的解耦控制律.最后在PSCAD/EMTDC中建立系统的仿真模型.结果表明:此方法不仅实现了功率解耦,而且算法高效简捷,提高了系统的动静态品质和鲁棒性,并有效抑制了滑模控制因开关切换动作而产生的抖振现象.     

利用Hermite多项式求解动态响应问题的新方法

结合了解析方法和数值方法优点 ,本文提出了一种求解机械振动和电振荡问题的新方法 .在求解动态响应的 Duhamel积分中 ,利用分段 Hermite插值多项式逼近任意激励 ,并推导了相关公式 .由于分段 Hermite多项式的 Duhamel积分有精确解 ,因而和现在常用的逐步积分法相比 ,本方法不但具有高的多的计算精度 ,而且大大减少了计算工作量     

广义时滞系统的稳定性条件

研究了广义时滞系统的稳定性问题.首先,将广义时滞系统转化为等价的中立时滞系统模型.然后,通过将二次型中的向量增加维数构造了增广的Lyapunov-Krasovskii泛函(简称L-K泛函),使用四阶Bessel-Legendre积分不等式(简称B-L积分不等式)处理L-K泛函导数的一重积分项,得到了一个新的保守性更小的稳定性充分条件,并以线性矩阵不等式(简称LMI)的形式给出.最后,通过两个数值算例说明了所提方法比现有方法具有更小的保守性.     

学员视角下一道第二类平面曲线积分题目的解法探讨

为培养学员的发散思维,针对一道第二类平面曲线积分题目的计算方法进行探讨,提出4种计算方法:可以利用格林公式计算;可以先将曲线方程代入被积函数中,再利用平面曲线积分与路径无关的性质计算;也可以先利用平面曲线积分的性质,再利用平面曲线积分与路径无关的性质计算;还可以将其直接转化成定积分计算。