基于改进蚁群算法的六自由度机械臂路径规划

针对空间六自由度机械臂路径规划问题,提出了一种基于改进蚁群算法的路径规划方法。以ABB1410型号的六自由度工业机械臂为研究对象,建立D-H运动模型以求解正、逆运动学方程。设计了碰撞检测算法,使用改进后的蚁群算法进行路径规划,把机械臂末端的运动轨迹看作是依次经过规划路径的点的集合,求解机械臂运动的反解,得到相应的关节转角,实现了机械臂的路径规划。通过仿真实验验证了该方法实现六自由度机械臂路径规划的有效性及可行性。     

Hopf分岔和车辆蛇行运动的研究

本文对某型机车进行简化并建立了其动力学方程。对机车蛇行运动及其hopf分岔进行了讨论,研究了求解机车蛇行运动hopf分岔及其极限环的数值方法,进行了数值仿真,并对其结果进行了分析。     

运动粘滞大气中的耦合方程组解析解的新方法

由于声波在大气中传播特性处理的数学复杂性,求耦合方程组解析解的工作已很少见.本文首次将NMA(Normal Mode Analysis)和同伦分析方法(HAM,Homotopy Analysis Method)相结合对考虑风和粘滞因素的耦合方程组进行解析解的求解.首先由基本控制方程推导了运动粘滞大气中的耦合方程组,通过匀质无风的耦合方程组,对声波在大气中衰减特性和相速度进行了分析,之后利用NMA对其进行了解析解求解,并将其作为初始近似,利用同伦分析方法对有风、粘滞分层大气中的耦合方程组进行了三阶近似解析解的求解,最后进行了数值模拟.结果表明,由于多种大气要素的影响,随着传播距离的增加,声压峰值越小,且频率越大衰减越快,因此风和粘滞特性是影响近地面声波传播特性的重要因素.     

亚音速气流中曲壁板的分岔研究

研究了具有初始曲率的二维曲壁板在亚音速气流中的分岔问题。考虑大变形和粘弹性的影响,通过模态展开法获得了曲壁板上的静、动态气动压力;采用Galerkin方法将振动控制方程离散为常微分方程组;采用牛顿迭代法求解方程组得到了静变形位置;在参数空间内分析了曲壁板的分岔特性;采用Runge-Kutta方法进行数值计算得到了曲壁板的时程响应相图。结果表明:曲壁板的初始变形会产生静态气动力,并会使得曲壁板产生新的静平衡点位置;当气流动压超过临界动压后,系统将会产生尖点分岔现象,使其平衡点的数目和稳定性发生变化;系统的稳定响应与气流动压及初值有关。     

Hopf分岔和车辆蛇行运动的研究

本文对某型机车进行简化并建立了其动力学方程。对机车蛇行运动及其hopf矿分岔进行了讨论，研究了求解机车蛇行运动hopf分岔及其极限环的数值方法，进行了数值仿真，并对其结果进行了分析。     

机器人的逆变换及退化问题

该文结合一个实际的具有闭链结构的工业机器人，介绍了它的运动方程及其逆解，文中重点讨论了它的全局退化及局部退化问题，作者通过机器人运动方程的雅可比矩阵秩的分析，找出它的全局退化点，而求解运动方程的机器人坐标，确定出它的局部退化点。找出这些退化点，就可以对机器人结构的设计及路径的规划给予理论上的指导。     

Schr?dinger方程的周期孤立波解

利用包络变换,先把复方程Schr?dinger方程化为两个实方程,再运用Hirota双线性法来求解.使用通常的Hirota双线性法中的测试函数,能得到方程的N孤波解,现在把测试函数改用带周期性的三波函数来替代,得到一个超越代数方程组,然后利用数学软件Matlab求解该方程组,得到若干组解,从而求得Schr?dinger方程带周期的新的周期孤波解和周期双孤立波解,进而讨论了Schr?dinger方程所描述的动力系统的时空分岔问题.     

多孔介质中热对流二次分岔的数值分析

目的 进行了多孔介质中热对流二次分岔的数值分析。方法 采用了扩展方程方法,此方法无需求解原动力学方程和辅助参数。结果 得到了长度比为１￣√２矩形区域内多孔介质中热对流二次分岔点的Ｒａｙｌｅｉｇｈ数及相应的流场和温度场分布。结论 所给方法对确定二次分岔点是有效的。     

一类Mathieu方程的混沌分析及控制

利用数值仿真的方法,对一类Mathieu方程的混沌运动及其控制进行了研究.利用分岔图、Lyapunov指数谱和相图等揭示了该系统经由倍周期分岔通向混沌的路径.采用二次分段函数作为非线性反馈控制器,通过控制后方程的分岔图选择适当的控制参数,对这一类Mathieu方程中的混沌行为进行有效的控制.     

轴向运动三参数黏弹性梁的分岔与混沌

研究了轴向运动黏弹性梁在参数激励下的非线性动力学行为.采用牛顿第二定律推导了轴向运动梁的积分-偏微分控制方程,采用三参数模型本构关系描述了运动梁的黏性特征.运用四阶Galerkin截断方法将控制方程离散为常微分方程组,并采用四阶Runge-Kutta法对常微分方程组求解,得到了运动梁上各点的时间响应历程,进而分析了运动梁的分岔与混沌特征.通过时间历程图以及频谱分析图、相图、庞加莱映射图,呈现了系统的混沌现象.着重考察了三参数黏弹性对系统非线性动力学行为的影响.结果发现,轴向运动梁的非线性振动对黏弹性各个参数都很敏感.     

三维类Lorenz混沌系统的变形与超混沌实现

在三维类Lorenz混沌系统的基础上增加一维状态和两个参数,构建了一个新的四维超混沌系统。利用非线性动力学分析方法简要分析了该系统平衡点的稳定性、超混沌吸引子的相图、分岔图、Lyapunov指数谱和Lyapunov维数等基本动力学特性。结果发现新的四维系统随着新引入的两个参数(p和m,pu为非线性控制器,u的变化率u=mx)变化分别呈现周期、拟周期、混沌及超沌混动力学行为,动力学行为相同,但随m的变化范围较大。     

超混沌网络保密通讯软件的研究

将超混沌同步系统应用于网络通讯实时加密,结合Windows编程技术,在VC6．0环境下,利用阻塞Socket编制了一个基于对称客户端／服务器模型的超混沌同步网络保密通讯软件。     

一种新的超混沌Lorenz系统

对Lorenz系统加以控制,使之构成四维超混沌系统,从而构造出拥有简单的方程和复杂的动力学行为的系统.仿真结果表明,随着控制参数的不同取值,该超混沌系统可以呈现出发散、混沌(超混沌)和周期等动力学行为.     

智能电网的失稳与混沌

由于智能电网含有大量的分布式新能源逆变并网,故使智能电网的潮流流向和电压分布特性发生改变,影响了智能电网的稳定性.首先建立智能电网的动态模型,采用下垂控制策略来表征新能源并网逆变器的功频特性,利用等值发电机和动态负荷模型分析智能电网的失稳过程和混沌现象.在不同的初值下,针对该模型的仿真研究表明,智能电网存在渐近稳定、周期运行、准周期运行、混沌、超混沌以及电压崩溃的运行状态.在研究过程中发现,分岔、混沌、超混沌以及电压崩溃都是智能电网失稳的中间过程.为了防止失稳事故的发生,必须在临界失稳点之前对其进行及时有效的控制.     

多环机构运动分叉与机构参数的关系

以瓦特六杆机构为例，在复数域内建立了以角度为变量的复数形式机构分叉分析方程．基于分叉方程的多解性和奇异构型，应用奇异性理论，分析了多环机构的连续工作空间，以及奇异点机构分叉特性随机构的杆长、机架和主动件的变化而改变的情况．利用此研究结果，提出了用解析法获得多环机构全部奇异构型的方法。     

2∶1内共振下超临界输流管道的强迫振动

高流速输流管道广泛应用于航空航天发动机等领域。为了掌握其在超临界流速下的动力学响应特征,基于坐标变换法建立了超临界输流管道的运动方程,并使用Galerkin截断法将运动方程离散为非线性常微分方程。通过增量谐波平衡法求解系统具有2∶1内共振时的非线性动力学响应,通过Floquet理论研究系统响应的稳定性和分岔行为,并使用数值积分法模拟了系统的拟周期响应。研究结果表明：当系统存在2∶1内共振时,系统响应发生不对称的双跳跃现象;而且2∶1内共振会导致能量在模态间相互转移,导致系统发生鞍结点分岔和Hopf分岔行为,引起系统响应的拟周期行为。分析系统参数对响应的影响表明,增加阻尼和减小激励幅值可以降低系统发生拟周期响应的可能性。可见,2∶1内共振是影响输流管道动力学特征的重要因素,因此设计中应该避免系统存在2∶1内共振,也可通过增加阻尼或减小激励的方式减少系统发生拟周期响应。     

带有线性反馈的随机Mathieu-duffing系统的分岔

为了解决参数激励下带有两个时滞参数的随机Mathieu-duffing系统的主参数共振分岔控制问题,采用用多尺度方法分离参数系统的快慢变量,推导出该时滞动力系统的分岔响应方程,分析时滞参数对系统主共振分岔的影响,讨论方程所有解的情况;利用奇异性理论分析系统发生极限点分岔的条件.研究结果表明:时滞项的系数、时滞参数、调谐参数对系统分岔具有控制作用.     

自由电子激光器的全局分叉与混沌行为

在摆模型基础上,考虑了阻尼项和受迫项的影响,电子的运动方程化为典型的动力学方程;利用Melnikov方法分析了系统的全局分叉与Smale马蹄变换意义上的混沌行为,给出了系统通过级联分又进入混沌的临界值,为自由电子激光器的设计提供了理论分析.     

横向磁场与机械载荷共同作用下简支条形板的稳定性分析

针对横向磁场与机械载荷共同作用下简支条形板的磁弹性动力稳定性方程,利用L-S约化方法得到了系统的分岔方程,研究了当条形板只受到动载荷作用时,系统的分岔行为,并得到了分岔方程的转迁集和相应的分岔图。     

并联机器人奇异位形空间分析

以动平台瞬时运动为基础,建立并联机器人奇位形条件方程,通过仿真研究,首次得出该机器人奇异位形空间形状,使确定机器人实际工作空间成为可能。