基于Matlab/Simulink的多自由度机械振动系统仿真

以一个四自由度机械振动系统为例,利用Matlab/Simulink仿真软件讨论了多自由度机械振动系统的建模方法及仿真分析,重点阐述了振动微分方程和状态空间仿真模型的建立方法及具体运用.该方法既简化了编程的过程,同时也提高了编程的质量和可靠性,为处理类似的多自由度振动系统仿真提供了有效的参考.     

具有两种不同阻尼模型的非黏滞阻尼系统的状态空间方法

考虑具有两种不同阻尼模型的三自由度线性非黏滞阻尼系统.通过使用一组内部变量变换,将传统的状态空间方法扩展到非黏滞阻尼系统,从而将系统转换为时间域上的一阶线性系统.这种拓展的状态空间公式可以应用于具有两种不同阻尼模型的多自由度线性非黏滞阻尼系统,使系统更加简单,便于分析.最后以指数阻尼系统为例子,证明了这种状态空间方法的有效性.     

约束线性二次优化控制的多参数规划求解

针对求解约束线性二次优化控制问题,结合动态规划和控制时域长度为1的单步多参数二次规划,提出一种新的多参数规划方法。该方法一方面能够快速求解得到约束线性二次优化控制问题最优解与状态之间的显式函数关系,减少多参数规划问题求解的工作量;另一方面,能够同时求解得到显式分段线性状态反馈最优控制律。应用高频机械振动系统数值仿真例子,对该文的方法进行了数值仿真计算。仿真结果表明该文提出的方法是有效的。     

多变量非线性系统的逆系统解耦控制

本文对多变量非线性控制系统的一种新方法——逆系统解耦控制进行研究,给出状态反馈解耦条件,同时提出逆系统解耦镇定条件,最后以两自由度机械手进行仿真。     

气动人工肌肉驱动多自由度平台的非线性特性

以气动人工肌肉为驱动器,构造了一个新型的多自由度平台实验系统,基于对其运动特性的分析。建立了以微分方程表达的系统的非线性动力学模型,并进一步将其变换成状态空间的仿射非线性表达形式．通过数字仿真结果和实验结果的对比,证明了所建立的数学模型的正确性,并得到了该系统的一系列非线性特性．结果表明,气动人工肌肉驱动的多自由度平台具有很好的可控性及稳定性．     

两输入多率采样系统随机梯度辨识算法

以两输入多率采样数据系统为例,推导了多率采样系统的离散时间状态空间模型,进一步导出了对应的离散系统传递函数模型。提出了这类多率系统的随机梯度辨识算法,通过仿真例子说明了算法的有效性。     

多刚体大惯量非线性系统试验与在环仿真

为研究多刚体多自由度质量矩系统的动态特性,建立了大惯量非线性硬件在环仿真系统的数学模型和实物样机,研究了变参数PID改进算法。该试验系统用于多自由度质量矩平衡系统的动态响应分析、控制算法研究和复杂系统的解耦控制。试验结果表明：在±10°的干扰下该系统能够保持动态平衡,具有仿真效果符合实际工况、算法可行和有效的特点。     

两自由度系统固有频率与主振型的算法研究

讨论了两自由度系统两种不同的求解固有频率与主振型的方法,为限制或利用机械振动提供重要参考.当要限制振动时,外部激励的频率应尽量远离系统的固有频率以限制系统的机械振动,当利用振动时,外部激励的频率应与固有频率接近或相等以有效利用机械振动.     

多自由度线性阻尼系统的随机振动分析

本文讨论多自由度线性阻尼系统,应用状态空间法使系统非耦合,得到系统的一般响应和激励为弱平稳随机过程时响应的互谱密度矩阵.     

基于小波变换的非线性多自由度系统的参数识别

讨论了用小波理论识别非线性多自由度系统参数的方法.首先将系统的微分方程投影到由Daubech ies尺度函数张成的子空间中去,然后利用Daubech ies小波的性质将系统微分方程转变为由未知参数构成的一个超越代数方程组,从而最终将系统参数识别问题转变为代数方程组的求解问题.仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于子空间方法的非均匀多采样率系统辨识

针对非均匀多采样率系统的建模问题,根据因果关系,建立了非均匀多采样率系统的状态空间模型.对于含有提升变量的状态空间模型,提出基于子空间技术的辨识方法.首先,由系统的输入输出数据建立由Hankel矩阵组成的扩展状态空间方程;其次,利用斜交投影的原理,以及奇异值分解,通过子空间辨识算法确定增广观测矩阵和状态向量;最后,通过最小二乘方法确定模型的参数矩阵.该方法简单有效且对初值具有鲁棒性.仿真实例验证了方法的有效性.     

MATLAB与VC 混合编程在系统仿真中的应用

通过讨论MATLAB与VC 之间的接口方案,介绍了MATCOM与MATLAB的m文件的链接方式以及MATCOM的使用方法和技巧,以单自由度振动系统为对象,通过对有阻尼状态下的振动模型的分析,对仿真算法进行了混合编程.仿真结果表明:系统仿真的执行速度得到了提高.     

二自由度状态预测控制

本文叙述，讨论用状态观测器作状态预测的纯滞后时间控制系统的构成，抗干扰性、鲁棒性，提出便于调整的二自由度状态预测控制用于直流电机调速系统中，由仿真比较可知能获得良好控制效果。     

双输入多率输出误差系统最小二乘迭代辨识

以双输入多率采样系统为例,推导出双输入采样周期不等的多率输出误差系统的离散时间状态空间模型,进而得出对应的传递函数模型。论文提出了这类双输入多率采样数据系统的最小二乘迭代辨识算法,仿真例子说明了提出算法的有效性。     

基于二阶Krylov子空间投影法建立MEMS宏模型

利用宏模型对MEMS系统进行系统级仿真是求解MEMS耦合问题的有效方法。对大规模系统方程通过矩阵子空间投影实现自由度缩聚来建立宏模型的方法得到了广泛应用。常用的Krylov子空间法只能对状态空间描述的一阶系统进行降阶处理。本文介绍了二阶Krylov子空间理论,运用Arnold i算法直接对大规模二阶系统进行自由度缩聚来生成宏模型。将此方法与有限元数值分析结合对电热驱动微夹钳进行了宏建模。对电热微夹钳宏模型的仿真结果表明此方法建立的宏模型可以准确反应系统的动态行为,满足精度要求,同时极大地降低了计算复杂度,提高了计算速度。     

调制白噪声激励下时滞非线性系统的瞬态响应

本文研究了调制白噪声激励下多自由度时滞非线性系统的近似瞬态响应概率密度．首先,由系统当前状态与时滞状态的关系,将原时滞系统近似等效为无时滞系统．然后,应用基于广义谐和函数的随机平均法,导出关于幅值瞬态概率密度的平均Fokker-Planck-Kolmogorov方程．该方程的解可通过级数式表示,基函数为幅值相关正交函数,系数为时间函数．应用Galerkin方法,系数可由一阶线性微分方程组解得,从而得出幅值响应的瞬态概率密度、状态空间概率密度及幅值统计矩的半解析表达式．最后,以调制白噪声激励下阻尼耦合的二自由度Duffing-vanderPol振子系统为例,验证其求解过程,并讨论不同时滞的影响．     

基于Houbolt法的动载荷识别方法

利用Houbolt逐步积分和向后差分法,推导出多自由度线性振动系统的响应与系统动力学参数及激励的关系递推表达式,进而提出了一种无条件稳定的动载荷识别方法.以一线弹性悬臂梁为例,利用单频和双频单输入激励、双频双输入激励响应的仿真结果,对其激励载荷进行了识别.将识别载荷的时域误差和频谱成分与传统的状态空间法识别结果进行了对比,验证了本载荷识别方法的时域和频域相对误差均更小,且无增频现象,提高了识别精度,且具有良好的抗噪性.     

列车-轨道-地道桥时变系统振动分析

建立了列车 轨道 地道桥振动分析模型,其中车辆(包括机车)表示成19个自由度的多刚体系统模型,直线轨道离散成30个自由度的空间轨道单元,地道桥划分为46个自由度的空间框架单元;运用弹性系统动力学总势能不变值原理和"对号入座"法则形成空间耦合时变系统的振动方程;根据振动能量随机分析理论,以人工构架蛇行波和轨道竖向不平顺为激振源,对该系统的各种响应进行分析.计算结果与实测结果比较接近,表明所建立的车轨桥模型和采用分析方法用于地道桥车振分析切实可行.     

系统的分散与集中决策：（Ⅲ）符合优化决策的对象特性分离

利用解耦理论与状态分段决策分离分散集中对象特性－类似于单边解耦系统与多自由度系统的设计，阐述了一个复杂的多变量系统分离成若干串级的简单系统，以满足动态规划原理的过程及其系统设计。     

互谱密度矩阵间关系的一个新推法

本文对一般线性阻尼、激励为弱平稳随机过程的多自由度振动系统,用状态空间法和传递函数法进行分析,得到了(自)互谱密度矩阵间关系的完整表示式。