二阶Sylvester方程的解及其在特征结构配置中的应用

考虑了二阶Sylvester矩阵方程的求解及其在特征结构配置设计中的应用。通过矩阵初等变换,给出了该矩阵方程的迭代形式的解析通解。基于二阶Sylvester矩阵方程的解析通解,给出了振动二阶线性系统的状态反馈特征结构配置设计参数化方法。该参数化方法给出了特征向量矩阵和状态反馈增益阵的参数化表达式,其所含自由参数为控制系统设计提供了全部自由度,可适当选择这些参数满足某些系统设计性能指标,如鲁棒性等。最后,数值算例表明二阶Sylvester矩阵方程的解析通解和状态反馈特征结构配置设计参数化方法的简单有效性。     

多刚体系统动力求解的矩阵变换方法

该文提出了求解多刚体系统动力学问题的矩阵变换法,是由带不定乘子的拉格朗日方程为基础推导得到的,其中不含拉格朗日不定乘子和约束反力。利用该方法,可根据无耦合单刚体的动力学参数和系统的速度变换矩阵通过矩阵运算获得多刚体系统的动力学方程。该方法主要面向计算机实现程式化的算法,系统动力方程可由计算机自动生成。文末给出了一个多刚体系统动力求解的例子。     

二阶数值微分的积分方程方法

考虑一个由函数的测量数据求解其二阶导数的数值微分问题。这是一个经典的不适定问题,测量数据的微小扰动将引起其导数的急剧变化。将该问题表示为第一类的积分方程,并引入Lavrentiev正则化方法对其进行求解,获得了二阶数值微分的稳定化算法。另外,基于积分方程算子的性质,进一步给出了正则化解的收敛性以及正则化参数的选取策略。     

约束阻尼板的解析法和改进传递矩阵法

基于Kirchhoff假设和Kerwin假设,建立了三层约束阻尼板的振动方程。分别采用解析法和改进的传递矩阵法求解了方程,算例表明本文方法求解精度可靠。传递矩阵法边界条件适应性更强,改进的传递矩阵法通过引入一个关联矩阵,状态向量一阶导数的求解更加简单,这也简化了传递矩阵的求解,且振动方程自由度越多其优势越明显。本文计算方法可用于多夹层阻尼结构的求解及振动分析。     

基于小波包变换的时间序列模型模态参数识别

提出了基于小波包变换的时间序列模型结构模态参数识别方法.该方法以线性的离散时间序列方程为基础,对结构的振动响应数据进行小波包变换分解,利用小波包函数的正交特性,建立量测点间的离散化运动方程,最后利用该离散化运动方程的系数矩阵,估算结构的模态参数(自振频率、阻尼比与振型).用数值模拟算例对此方法进行了验证,并与随机子空间识别方法结果进行了比较.结果表明,该方法可以正确地识别出结构的模态参数.     

约束阻尼板的解析法和改进传递矩阵法

基于Kirchhoff假设和Kerwin假设,建立了三层约束阻尼板的振动方程。分别采用解析法和改进的传递矩阵法求解了方程,算例表明本文方法求解精度可靠。传递矩阵法边界条件适应性更强,改进的传递矩阵法通过引入一个关联矩阵,状态向量一阶导数的求解更加简单,这也简化了传递矩阵的求解,且振动方程自由度越多其优势越明显。本文计算方法可用于多夹层阻尼结构的求解及振动分析。
     

线性二阶锥权互补问题的非精确非单调光滑化牛顿法

针对线性二阶锥权互补问题, 提出一种新的非精确非单调光滑化牛顿法. 首先, 基于新的含参数光滑函数, 将线性二阶锥权互补问题转化为一个光滑方程组; 然后, 给出求解该方程组的新非精确非单调光滑化牛顿法; 最后, 在半正定矩阵假设下, 证明该算法全局收敛和局部超线性收敛. 数值结果表明, 该算法稳定、 有效.     

一种基于响应的振动系统参数识别的迭代方法

研究了振动反问题,提出了一种适用于振动系统参数识别的迭代方法。该方法把振动控制方程转化为状态方程,基于振动系统的时域响应,通过构造一种矩阵迭代算法来反演系统参数。数值算例表明本文方法具有较快的收敛速度和较高的精度。     

有界参数结构特征值的区间分析方法

针对具有不确定但有界参数的结构系统的固有振动频率问题,提出一种近似求解结构固有频率上、下界值的区间特征值摄动法.该方法基本上是两步法,首先,将结构系统的振动描述为区间数学中的广义区间特征值问题,形成矩阵方程.其次,把特征值看作是摄动矩阵的函数,利用区间分析和摄动理论计算特征值的上下界值,从而根据其值来估计结构固有振动频率的范围.通过两个数值例子表明,该方法在结构参数的不确定量较小时可得到满意的结果.     

基于立体靶标的摄像机标定方法

为获取视觉测量系统中二维图像到三维空间位置的变换关系,提出一种基于立体靶标的摄像机标定方法.针对无畸变小孔成像模型,使用最小二乘法求解初始投影矩阵后通过LM准则对其优化;根据多张图像对应的投影矩阵,求解摄像机内参数及各相应外参数;引入二阶径向畸变模型,建立理想图像坐标和实际图像坐标间的方程求解初始畸变系数;使用LM准则...     

悬浮隧道锚索多阶涡激非线性振动

为研究悬浮隧道锚索高阶涡激非线性振动,建立了悬浮隧道锚索在涡街和参数激励作用下振动的数学方程,并用多阶伽辽金法对其进行了化简,运用四阶龙格-库塔法进行了数值求解.通过一系列数值算例对流作用下悬浮隧道锚索的多阶涡激振动响应进行了分析.结果表明:涡街单独作用时,第一阶谐振响应最大,二、三阶谐振响应逐渐减小;产生涡激谐振的模态响应最大,其他阶的模态响应很小.参数激励单独作用时,一阶参数振动的响应最大,二、三阶参数振动的响应逐渐减小;产生参数振动的模态响应最大,其他阶的模态响应很小;锚索的高阶涡激非线性振动不可忽视.锚索产生参数振动时,是否产生涡激谐振对模态响应的影响不大,涡激振动仅为参数振动提供恒定扰动的作用.     

奇异热流密度场的数值分析(Ⅰ)——热传导特征解问题

为得到用于分析奇异热流密度场的高效的有限元列式，针对不同材料中界面裂纹尖端的扇形区域，推导出二维热传导特征解问题的基本方程和边界条件的弱形式．利用特征方程展开方法，可获得分析裂纹尖端处二维热传导特征解的一维有限元列式．该列式只需对扇形区域在角度方向上离散，最后得到一个二次特征根矩阵的总体方程．求解该方程可得到二维热传导问题的特征解．数值计算表明，该方法可高效准确地求解奇异热流密度场特征解．     

桥塔纵向作用下悬索桥主缆的非线性参数振动

研究特大悬索桥施工过程中主缆非线性参数振动问题.综合考虑主缆垂度、大变形引起的几何非线性等因素,将桥塔塔顶振动考虑为主缆的参数激励项,利用Newton定律建立的主缆参数振动控制方程,运用Galerkin和多尺度方法对主缆参数振动进行了理论分析,以某悬索桥中的主缆为例,运用有限元程序计算了桥塔的前20阶频率,通过桥塔与主缆的第一阶面内频率匹配,0号桥塔的第11,13阶振动及3号桥塔的第4阶振动激发主缆参数振动的可能性最大,数值分析了主缆发生参数振动时的位移时间历程和索力变化规律.研究结果表明,当桥塔的局部振动频率约为主缆振动频率的2倍左右时,主缆容易发生参数振动,发生参数振动时,位移响应显著,缆索张力增量很小.     

弹性约束杆的参数振动

本文应用Bernoulll-Euller梁理论推导出中点受弹性约束的简支杆受纵向简谐激励的运动方程.文中把动力响应从静变形中分离出来,用Галеркин法获得常微分方程.得出了最大振幅的计算公式,讨论了弹性约束两个要素的影响.     

用复模态理论讨论状态矩阵对角化问题

首先介绍了复模态理论,然后利用线性阻尼离散系统的自由振动微分方程的左右特征向量,推导出状态矩阵与振动系统的左右特征向量之间的关系。最后根据状态矩阵的左右特征向量系的正交性,对给出的状态矩阵进行对角化。从而实现振动微分方程的降阶与解耦。     

非线性随机参数激励系统的矩稳定性研究

本文研究非线性随机参数激励系统的矩稳定性问题,文中首先采用随机平均法将非线性振动方程变换为伊藤微分方程,然后再利用伊藤微分法则得到各阶矩方程.从而得到一类非线性随机振动系统的矩稳定性条件.作为本文结果的特殊情说与文献[7]中使用矩截断法所得到的结果完全一致.     

Investigation for Electromechanical Coupling Unstability of Rolling Mill

The unsteady condition of rolling Mill vibration that was caused by flexural vibration of strip was investigated. The parametric flexural vibration equation of rolled strip was established. The parametric flexural vibration stability of rolled strip was studied and region of stability and unstability was determined based on Floquet theory and perturbation method. The flexural-vibration of strip was unstable if the frequency of variable tension was twice as the natural frequency of flexural-vibration strip. ...     

斜拉桥索塔参数共振的数值研究

建立了斜拉桥索与塔的参数共振的数学模型,推导出索塔参数振动的控制方程,并对其进行了数值积分求解,考虑桥塔为弹性连续体.通过对数值结果的分析得出,在一定条件下,拉索可能由于桥塔振动而引发参数共振现象,并且该振动特性与索的振动频率、倾斜角度、静力垂度、初张力等有关,还和桥塔的一些结构性质有关.最后结合数值算例,讨论了阻尼的影响和减小拉索参数共振的可能性.     

CFRP索斜拉梁面内自由振动建模及参数分析

利用张紧弦和欧拉梁振动理论分别描述斜拉梁结构中索与梁的振动,通过索梁连接处的动态平衡条件,建立斜拉梁平面内自由振动理论.利用传递矩阵法和边界条件对斜拉梁结构平面内自由振动的特征值问题进行求解.同时,建立斜拉梁的有限元模型,有限元法所得结果与本文理论研究非常吻合,证明了本文理论和方法的正确性.最后对CFRP索斜拉梁平面内自由振动进行参数分析.研究表明,CFRP索斜拉梁的基本动力学性能优于传统钢索斜拉梁.