单活塞液压自由活塞发动机活塞振动特性研究

研究单活塞液压自由活塞发动机原理样机活塞组件振动特性.建立活塞组件动力学模型,导出了活塞振动方程,研究了活塞的幅频特性并运用相平面法分析了活塞运动的稳定性.活塞组件运动属于单自由度变阻尼、变刚度自振振动.活塞运动频率与振幅间存在单调上升关系且受压缩比的限制,其稳定极限环存在的区域由进气口位置和活塞行程决定,下止点位置位于稳定极限环存在区域是实现自激振动的关键,工作频率可以在零和自激振动频率之间调整.     

具有干扰的捕食与被捕食模型的定性分析

目的 研究具有干扰的捕食与被捕食模型的全局稳定性及极限环的存在惟一性.方法 利用特征值定理,构造Lyapunov函数与张芷芬惟一性定理.结果 得到模型正平衡态的局部渐近稳定性及极限环的存在惟一性的充分条件.结论 解决了陈兰孙对模型提出的极限环存在及惟一性的猜想.     

一类具功能性反应的食饵-捕食者两种群模型的定性分析

研究了一类具功能性反应的食饵-捕食者两种群模型.利用微分方程定性理论,当给定参数满足一定条件下,讨论了该系统平衡点的稳定性态.运用Dulac函数法,得到了系统不存在闭轨的充分条件.运用Poincare-Bendixson环域定理,证明了极限环的存在性.运用张芷芬惟一性定理,证明了极限环的惟一性.     

一类食饵具有收获率的带功能反应的捕食模型定性分析

对一类食饵具有常数收获率且带有HollingⅢ功能反应的捕食模型进行了研究.通过运用定性分析和Dulac函数法,讨论了模型的正平衡点稳定性、极限环的存在性,得到了平衡点存在条件.     

具有立方非线性机翼颤振的局部分岔

针对飞机飞行时机翼振动问题，研究了在不可压缩流中有立方非线性刚度二元机翼颤振系统的局部分岔，取空气速度和线性俯仰刚度系数作为分岔参数．采用后继函数法对降维后求得系统分岔点类别进行定性分析，结果表明3个分岔点都为稳定的焦点．对分岔点处中心流形约化方程进行化简得到霍普分岔的A规范形，研究了系统参数对极限环颤振的稳定性及幅值的影响，得到了机翼颤振系统在普适开折参数平面的分岔图．发现了抑制颤振振幅和临界颤振速度大小的系统敏感参数，提出了降低颤振幅值和避免不稳定极限环运动的措施。     

非典型移线下半挂汽车列车横向稳定性

为研究半挂汽车列车横向操纵稳定性,建立半挂汽车列车系统动力学模型,进行了非典型工况下S移线的计算机仿真分析.揭示了半挂车侧倾角、横向加速度等运动参数相对牵引车的变化响应,并通过施加鞍座阻尼力矩来改善两车体间的相互作用及响应,从而提高系统的横向稳定性.仿真结果表明鞍座阻尼力矩对减小系统横摆振幅和摆振频率是有效的,为研究非典型工况下半挂汽车列车操纵稳定性提供了参考和借鉴.     

基于可靠度敏感性的2种响应面法研究边坡稳定性

文章研究结构可靠度敏感性,提出参数的相对敏感性分析方法,并基于该方法提出2种智能响应面法分析边坡稳定性.具体思路:由可靠指标对随机变量分布参数的相对敏感性分析,确定边坡可靠度主要影响参数;用2种智能响应面的网络模型近似替代响应量与基本变量间的隐式极限状态函数,根据蒙特卡罗模拟法,对网络模型进行可靠度分析,求解结构可靠度...     

面向对等网络SEInR传播模型的理论分析

针对现有传播动力学模型不能准确描述对等(P2P)网络文件传播过程中的问题,对现有SEIR模型进行了改进,并为此建立了SEInR传播动力学模型.根据SEInR模型的动力学方程组建立了基本再生数的计算公式,用来研究传播模型的无病平衡点和有病平衡点,同时对平衡点的存在性和稳定性进行了详细的理论分析和数学证明.通过对模型中的各种参数变化的仿真分析表明,所提模型能够更准确地模拟P2P文件的传播过程,模型参数能够对P2P文件传播过程中的影响因素进行准确的描述.     

带被动踝关节的双足机器人动力学及步态研究

欠驱动双足步行机器人是仿人机器人领域研究的热点之一.针对带有被动踝关节的双足机器人,建立了五杆四驱动模型,对模型进行动力学分析.根据拉格朗日原理,建立机器人单足支撑动力学模型和基于碰撞的双足支撑动力学模型.建立完整的欠驱动双足步行机器人动力学模型.对机器人步态进行了规划.规划了欠驱动机器人的时不变步态;利用贝塞尔多项式拟合出虚拟约束的轨迹,给出了欠驱动机器人轨迹规划的算法;采用极限环方法,通过验证庞加莱回归映射不动点稳定性,验证了极限环的稳定性,从而验证了机器人步态的稳定性.     

一个基于比率确定的捕食与被捕食收获模型的定性分析

研究了一类具有Holling Ⅱ功能反应且比率确定的捕食与被捕食模型在非线性状态反馈收获下所表现的动力学性态.在给定的生物参数与控制参数满足一定条件的情形下,讨论了该模型正平衡点的存在性与稳定性,分析了产生分支的条件,并证明了极限环的存在性与不存在性.     

覆冰导线驰振时其极限环幅值反馈控制

首先推导了单档覆冰导线面内驰振运动方程，接着进行了风洞试验，得到了导线的三分力气动参数。利用多尺度法分析了导线的极限环，引入线性反馈控制函数、二次非线性反馈控制函数以及三次非线性反馈控制函数对导线驰振时所产生的极限环进行控制,最后通过具体的数值算例进行验证。结果分析表明：线性反馈控制函数与三次非线性控制函数皆能有效的控制导线的幅值，但二次非线性控制函数对导线的幅值不起控制效果。针对具体的覆冰导线，选取合适的反馈控制函数能使得导线发生驰振运动时的幅值大幅降低，能保证工程结构的稳定性和安全性。     

三次系统极限环及其稳定和分岔的一种算法

 引进适当的参数，求出该参数近似为零时系统的解答；以此解答为初值，给参数以小增量（即参数摄动）；将平面三次多项式微分系统极限环相图的x坐标假设为广义谐函数；将y坐标和频率作富氏展开；相应于参数的增量，得到极限环振幅、偏心距以及y坐标和频率的富氏系数的增量；用谐波平衡法得到以这些增量为独立变量的线性代数方程组；求解该方程组，得到各相关增量；以这些增量与初值的和为下一参数增量步骤相应的初值，重复上述过程，直至参数还原至原系统为止，从而得到极限环及其频率、周期、稳定性指标，以及极限环关于参数分岔曲线的近似解析表达式。文末给出算例。     

具有结构非线性的超音速翼面气动弹性分析

为分析超音速流中全动操纵面的非线性气动弹性特性,采用描述函数法计入操纵间隙引起的结构刚度非线性,用修正的活塞理论计算非定常气动力,并以龙格-库塔法按时间步推进运动方程,求解非线性系统的响应特性。某超音速小展弦比全动翼面的气动弹性响应分析结果表明,由于结构非线性的影响,在一定的速度范围内,系统响应出现极限环运动;且极限环幅值随来流速度的增大而增大;操纵间隙增大,极限环振荡的频率、幅值均增大。分析结果为飞行器的结构设计提供了参考。     

旋翼挥舞作用下的直升机增稳系统稳定性估计

研究了在攻击直升机上旋翼挥舞效应对增稳系统性能和设计的影响。建立了含有挥舞方程的线性模型。通过常规的稳定性分析方法得出的结果表明 :准静态假设下所设计的高增益纵向增稳系统将出现不稳定响应 ,并且考察了控制律中不同参数对稳定性的影响 ,其结果均弱于增益的影响作用。因此在系统设计时 ,应采用含有挥舞方程的直升机运动模型。最后通过计算 ,得出了在挥舞作用的影响下的纵向增稳系统的稳定性条件估计     

增程器轴系不对中故障动力学响应特性分析

通过分析增程器轴系在不对中故障时的运动状态与受力情况,建立增程器轴系的动力学模型,并利用多体动力学软件对增程器轴系平行不对中、偏角不对中、综合不对中三种类型的故障进行仿真,分析不同类型不对中故障产生的动力学响应特性。结果表明,系统振动频谱中1谐次和2谐次的幅值可作为增程器轴系不对中故障诊断特征参数,平行不对中导致2谐次的幅值大幅增长,偏角不对中使1谐次幅值变化明显;增程器轴系左右两侧在2谐次下的振动相位差可进一步对不对中故障类型进行辨识,其中平行不对中故障时轴系两侧振动相位差接近0°,偏角不对中故障时轴系两侧振动相位差接近180°,综合不对中故障时轴系两侧振动相位差远大于180°。     

与输出变量相关的非线性三阶系统运动行为

对三通阀控制液压缸的研究,主要采用传递函数来建立其数学模型。这种方法将稳定性局限于工作点附近,且不适合用于讨论全工作范围内的系统稳定性,以及系统结构参数变化对系统带来的影响。为了突出液压缸容腔中油液体积变化对系统非线性的影响,这里采用将阀口流量方程表达成增量形式,利用流量连续性方程和液压缸负载动力学方程,建立了适合于全工作范围的阀控缸系统数学模型;并以此建立了与输出变量相关的三阶非线性微分方程。借助状态空间表达式的方法,对方程进行研究,讨论了方程的李亚谱若夫意义稳定性;并侧重讨论了系统输出量运动行为中的极限环和初值敏感行为。结果表明:液压缸容积随位移这一输出量变化是导致阀控缸系统非线性重要因素;并在各阶微分系数中均有体现;在平衡点附近,微小的初始值变动会使系统运动行为产生较大变化;方程系数取值在某些特定的范围时,系统运动行为呈现出极限环;最后,确定出方程稳定的系数取值区域。     

基于状态反馈和Washout滤波器的Qi系统Hopf分岔控制

针对一类Qi系统的Hopf分岔问题,首先,通过计算分岔稳定性指标判定系统的Hopf分岔类型;然后分别采用状态反馈控制器及Washout滤波器控制系统的分岔行为,并采用NormalForm(规范型)方法讨论控制参数对分岔位置及分岔极限环幅值的影响,同时借助Matlab软件对理论结果进行数值仿真.理论结果和数值仿真表明:控制器中的线性增益能提前、延迟甚至消除原系统Hopf分岔行为,控制器中的非线性增益能改变原系统的Hopf分岔类型.最后对两种控制方法进行对比,结果表明,Washout滤波器相对于含线性项和非线性项的状态反馈控制器而言,控制效果较明显.     

双边永磁同步直线电机随机模型系统辨识

为解决双边永磁同步直线电机离散传递函数模型参数动态变化、传统方法辨识精度低的问题,提出一种基于随机模型的系统辨识方法,分析运动过程中的系统特性,结合具有随机扰动项的Box-Jenkins模型,辨识动态系统传递函数模型参数。通过注入不同频率逆M序列电流信号,充分激发系统响应,比较分析不同实验条件下的系统辨识结果。选择预报误差法定义平方差代价函数,运用Levenberg Marquardt算法不断迭代优化以获得传递函数模型最优参数。通过对不同采样频率、不同注入电流幅值和不同电机运动速度条件下的系统辨识对比分析,获得最佳辨识模型。结果表明,当采样频率为1000 Hz,注入电流幅值为2.0 A和电机运动速度为50 mm?s-1时,获得最优辨识仿真输出匹配度为94.81%,平方差为7.84×10-4。     

用复规范形法研究窄带随机动力系统

为了深入研究窄带噪声作用下随机动力系统的特性,将复规范形法用于窄带随机动力系统研究了Duffing、Rayleigh和Vanderpol方程在谐和与窄带随机参数激励联合作用下的主共振响应和稳定性．由复规范形法得到了此系统响应振幅和相住所满足的方程,再由摄动法分析了系统的主共振响应和稳定性,并用随机增维精细积分法验证了方程理论分析结果的正确性,用数值法计算了平凡解的Lyaputov指数曲面．结果表明,随着窄带随机扰动强度的增加,系统稳态解的相图从极限环变为扩散的极限环．研究证实了复规范形法用于窄带随机动力系统是有效的．