半导体环形激光器的非线性分岔动力学研究

基于半导体环形激光器的电学双稳态行为的动力学模型,运用现代非线性动力学理论对其稳定性和分岔行为进行了分析和数值计算.结果表明,环形激光器中泵浦参数的变化可导致霍普夫分岔,产生极限环以至混沌等复杂的非线性运动.同时,计算了背散射参数变化对环形激光器工作分区的影响,计算表明在不同的工作区中环形激光器将呈现不同的非线性动力学行为包括分岔和混沌.从物理角度对引发这些复杂的非线性运动的原因进行了分析.结果和他人论文中的实验结果相一致.     

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．     

Buck-Boost DC/DC变换器中边界碰撞分岔现象的实验研究

在以往理论研究的基础上,对峰值电流型Buck-Boost DC/DC变换器的非线性行为进行了深入的实验研究,搭建了变换器的功率电路及相应的数据采集系统,使用示波器直接显示和数据采集两种方法,获得了表征电路系统非线性动力学特性的Poincaré截面和分岔图,通过这两种研究非线性动力学常借助的手段,对变换器在参数变化过程中出现的边界碰撞分岔现象的动力学行为及演化过程进行了辨识与分析.最后,将实验结果与数值仿真的结果进行了对照,实验图在分岔形状及分岔点上都与数值仿真相一致,验证了该实验研究方法的合理性和可行性.     

双圆斑超级混沌吸引系统的数学模型分析及电路实现

为了研究双圆斑超级混沌吸引系统的非线性动力学行为,首先,提出了其数学微分方程,并进行了数值计算.然后,运用EWB电路仿真软件为系统设计了一个可行的实验电路,研究了系统的非线性动力学行为,给出了系统的周期运动和混沌吸引图像.最后,通过硬件电路实现了该混沌振荡电路.实验结果表明,双圆斑超级混沌吸引系统的动力学数学模型正确有...     

基于高斯处理的触觉显示机器人摩擦力矩的动力学建模方法

通过建立准确的动力学模型可以显著地改善触觉显示机器人的控制性能.但由于其关节处的非线性动态摩擦特性,传统建模方法精度较低.针对此问题,采用高斯处理算法,准确建立了高度非线性的触觉显示机器人摩擦力矩动力学模型.单自由度的触觉显示机器人实验结果表明,其精度得到显著提高.     

支承松动故障转子系统共振区动态特性分析

根据工程实际,建立了松动故障转子系统的非线性动力学模型,利用KBM法对模型进行分析,得到故障转子在共振区的动力学行为特征如共振区提前且持续区间较长,二倍频、三倍频等高次谐波明显以及故障转子系统具有"软式"非线性特性等;分析了支承刚度、转轴刚度等系统参数对松动故障转子系统非线性特性的影响·与已有文献的实验结果比较,结论与实验结果比较吻合·结果可为该类故障转子系统的监测和故障诊断提供参考·     

考虑齿轮耦合振动的换挡过程非线性动力学分析

为分析电驱动机械变速器换挡过程接合套和接合齿圈的动态特性,该文建立了考虑齿轮耦合振动的换挡过程非线性动力学模型。该模型中,接合套和接合齿圈在接合过程中的接触冲击由非线性接触力学模型描述,含间隙的传动齿轮非线性振动由齿轮动力学集中质量法建模描述。这2种非线性运动过程最后由统一的动力学方程耦合。考虑到接合套和接合齿圈不同的接合状态,总结了5种状态,并分别列出其耦合动力学方程,进而通过Runge-Kutta法对系统动态特性进行了仿真计算。所得的仿真结果与实验结果相吻合,证明了该模型的正确性。在此基础上,分析接合套和接合齿圈的接触冲击力,结果表明:即使仅存在微小的转速差和转角差,瞬时冲击力也高达23 800 N。该仿真结果对于接合套和接合齿圈的优化设计及提升换挡品质具有重要意义。     

倒立摆系统的Lagrange方程建模与模糊控制

针对多变量、非线性和强耦合性的倒立摆系统,采用分析力学中的Lagrange方程来建立其动力学方程,并提出一种基于模糊组合变量的控制方法·研究结果表明,利用分析动力学方法来建立倒立摆系统的数学模型可以大大降低建模的复杂性,仿真研究和实际物理系统的实验结果证明了所提出控制方法的有效性     

非线性和无序系统的集团动力学

非线性和无序系统的集团动力学在理论和实验物理中具有其固有的重要意义，非线性系统的动力学理论特别是远离平衡的动态性状的研究是过去几十年来理论物理的活跃的研究领域之一，非线性动力学的方法被应用于许多集团性状的研究。这些结果在现有文献特别是有关的研究生教材中没有被完全反映。本书汇集了2002年8月在德国Chemnitz技术大学举办的WE Heraeus夏季学校的专题讲座，对上述研究成果用统一的观点作了全面系统的论述，包括基本理论和典型应用，并注意适应研究生教学的需要。     

随机噪声对混沌系统复杂度的影响

将不同强度的随机噪声叠加在混沌系统所产生的非线性时间序列上,计算在噪声叠加前后时间序列的复杂度指标,并对计算结果进行对比.实验与计算结果表明:序列复杂度随着随机噪声强度的增加而增大,混沌系统的随机性增强;而当噪声强度过大时,原系统将丢失其非线性动力学特性而转变成随机性系统特征.     

混沌摆系统的动力学分析和数值模拟

在混沌实验摆动力学方程基础上,分析其分别处于保守和耗散非线性系统的动力学特性. 采用实际物理实验系统的参数进行数值模拟,探讨不同的策动频率、振幅和外加阻尼等参数条件对混沌摆系统动力学行为的影响,且分析这些参数在实验过程中所起的调节作用. 数值模拟结果表明:混沌实验摆系统动力学性质灵敏地依赖于策动频率值;系统策动振幅必须大于一定阈值是混沌相出现的必要条件;磁阻尼参数对系统混沌相动力学状态影响不明显.     

CACE系统与数据处理软件在化学动力学测试中的应用

将计算机辅助化学实验测量系统（CACE）与图形数据处理软件Microcal Origin结合用于化学动力学测试过程中，经过对采集数据直接绘图并对所采集实验数据进行非线性拟合处理，可直接给出所需参数，其结果令人满意。     

音叉混沌实验仪的研制

依据非线性动力学混沌理论、采用音叉振动装置、运用虚拟仪器技术,开发了适应大学物理实验的音叉混沌实验仪。利用该实验装置可以结合虚拟仪器界面中的实验现象和理论计算结果,直观地观察和定量研究混沌运动状态。     

基于estk-Berggren公式的动态固化动力学模型的非线性回归分析

动态自催化固化反应动力学研究中的机理函数基于SB公式,动力学模型需要拟合4个参数:指前因子A、活化能Ea、反应阶数m、n.本文中采用非线性最小二乘回归方法,拟合结果表明4个参数的非线性回归结果不稳定,尤其表现在参数A与m的估计结果上.笔者对造成上述结果的原因进行了分析,指出由于模型参数效应曲率相当大,增加了模型的非线性强度,使得最小二乘回归分析结果不可靠.根据实验数据特征,本文中在不确定机理函数形式前提下,运用Model-free方法,先获得活化能平均意义下的估计值,再进行参数A、m、n的非线性最小二乘回归分析.结果表明减少回归函数参数个数,可极大程度降低模型的非线性强度,从而获得有效的动力学参数估计.     

基于estk-Berggren公式的动态固化动力学模型的非线性回归分析

动态自催化固化反应动力学研究中的机理函数基于SB公式,动力学模型需要拟合4个参数:指前因子A、活化能Ea、反应阶数m、n.本文中采用非线性最小二乘回归方法,拟合结果表明4个参数的非线性回归结果不稳定,尤其表现在参数A与m的估计结果上.笔者对造成上述结果的原因进行了分析,指出由于模型参数效应曲率相当大,增加了模型的非线性强度,使得最小二乘回归分析结果不可靠.根据实验数据特征,本文中在不确定机理函数形式前提下,运用Model-free方法,先获得活化能平均意义下的估计值,再进行参数A、m、n的非线性最小二乘回归分析.结果表明减少回归函数参数个数,可极大程度降低模型的非线性强度,从而获得有效的动力学参数估计.     

基于Iwan模型的螺栓非线性接触建模与参数辨识

螺栓连接在使用过程中会产生非线性现象,主要包括微观碰磨与宏观滑移等。本文主要建立了基于Iwan模型的螺栓连接结构动力学模型,并通过实验研究实现了模型的参数辨识。引入六参数Iwan模型,对力-位移方程进行数值求解,绘制Iwan模型非线性位移与非线性力关系曲线,解决了传统螺栓连接模型计算精度不高的问题。针对螺栓结构动力学模型参数辨识问题,采用万能试验机拉伸实验与振动实验平台激振试验结合,识别构建的模型参数,实现模型构建。实验结果表明随着螺栓直径的增加,宏观滑移残余刚度会随之增加。研究结果可为螺栓结构设计分析与计算提供参考。     

在以Ru~（2＋）为催化剂条件下B－Z系统振荡现象的模型分析

根据文献［１］提供的实验数据，对以Ｒｕ２＋作催化剂条件下溴酸、溴酸盐系统呈现振荡现象建立了理论模型。根据合理约简，获得描述该系统动力学行为的非线性微分方程组，并求出准确至二阶项的时间周期级数表达式，其结果与实验现象相吻合     

汽车钢板弹簧的非线性分析与数值计算

利用非线性连续介质力学的方法推导了汽车钢板弹簧大 变形问题的Lagrange型动力学方程和边界条件, 并根据其工作特点对方程进行简化, 从而 建立了汽车钢板弹簧在大变形下的理论模型. 对片间的作用力进行数值模拟, 数值结果和 实验结果比较接近. 改进了传统的设计方法.     

滚动直线导轨副可动结合部动力学建模

将滚动直线导轨副可动结合部视为一个独立无质量的八结点六面体单元,且每个结点之间相互耦合,在此基础上利用刚度影响系数法建立其动力学模型.采用实验模态分析与有限元分析相结合手段,通过非线性最小二乘法的优化方法对动力学参数进行了识别.利用振型相似进行固有频率的比较和分析,计算结果与模态试验结果符合,验证了模型的有效性,为数控机床整机动力学精确建模提供了理论基础.     

机器人动力学模型识别新方法

准确的动力学模型在先进的机器人轨迹跟踪控制中扮演了一个非常重要的角色．通过分析关节的非线性摩擦力的特点，提出了一种新颖的机器人动力学模型识别途径．同时应用最小均方差方法和支持向量机算法，可以准确地识别机器人的线性和非线性耦合的动力学模型．对一自由度机器人系统的实验结果表明，相对于传统方法，其动力学模型的建模精度更高．