含分数阶导数的1/4悬架模型时滞反馈控制研究

针对具有时滞减振主动控制技术的车辆悬架,研究分数阶导数和时滞减振联合控制对车辆悬架系统振动的影响。将含有分数阶导数的时滞反馈控制加入到1/4车辆模型中,运用稳定性切换法对系统的稳定性问题进行分析,得到系统稳定的时滞区间。根据车辆平顺性指标,在频域范围内建立基于振动响应量加权均方根值的优化目标函数。利用粒子群优化算法快速寻优特点获取最优时滞反馈控制参数得到优化控制参数;并对系统在时域下进行振动响应仿真分析。仿真结果表明,在简谐激励和路面随机激励下,分数阶导数和时滞减振主动控制技术联合应用到悬架系统中能取得良好的减振效果,可以较好地减小车身振动,提高车辆的平顺性,为车辆悬架主动控制技术提供理论依据。     

主共振纳米梁非线性振动电容控制

针对纳米梁非线性振动控制问题,以Euler-Bernoulli梁为模型,提出了纳米梁非线性振动电容式传感器控制方法。纳米梁电容器电容值随纳米梁的振动而变化,纳米梁电容式传感器根据电容变化提取振动信号,并将放大后的振动信号传递给控制器以控制纳米梁的非线性振动。应用多尺度法得到系统的近似解,推导出系统主共振的幅频响应方程。应用数值模拟方法,通过不同控制参数下的幅频图分析了纳米梁振动的非线性动力学行为。研究表明,该方法能够有效地控制纳米梁的非线性振动,通过选取适当的控制参数能够削弱甚至消除纳米梁非线性振动特性。     

刺槐人工林无性更新幼苗空间格局及生长特征研究

为比较刺槐人工林无性更新特征,对沂山林场刺槐人工林皆伐迹地上萌芽和萌蘖两种更新方式的幼苗种群特征进行了对比分析.研究表明,刺槐萌芽和萌蘖幼苗分别以聚集分布、均匀分布的形式出现,两种更新方式对刺槐幼苗地径、高度影响不同,萌芽更新的幼苗比萌蘖更新的幼苗生长量大,但是萌蘖幼苗更新频率高于萌芽幼苗.     

可移动载荷弯曲梁实验设计与理论研究

为适应工程教育认证体系建设和材料力学创新实验改革,将现有受固定载荷作用的纯弯曲梁实验设备拓展为两处受移动载荷作用的横向力四点弯曲梁实验设备,则可在一台设备上同时进行纯弯曲和横力弯曲实验,且可任意改变载荷加载位置。推导出了任意载荷位置下弯曲梁的弹性力学解析解,并通过ABAQUS数值模拟和实验对理论解进行了验证,实验结果、数值模拟结果与理论解析解结果吻合良好。该实验设计丰富了传统纯弯曲梁的实验形式,在加深学生对理论知识理解的同时,可进一步提高学生的自主设计和改造实验的能力。     

叠加激励下的时变时滞反馈减振控制

时滞动力吸振器是一种将时滞反馈力作为主动控制力的主动吸振器。当系统受单个激励力作用时,时滞动力吸振器能够对系统的振动响应起到很好的控制效果,但当多个频率不同的激励力同时作用时,时滞动力吸振器的控制效果并不明显。针对上述问题,文中提出了"等效频率"概念和时变时滞反馈控制方法。通过计算激励力的等效频率,据此对时滞反馈控制力进行实时调整,使时滞动力吸振器可以对多个同时作用的激励作出有效应对,从而有效控制主系统的振动响应。文中首先利用精细积分法,将系统振动微分方程变为精细积分方程形式,以此将连续时间区间上的多个同时作用的激励力变为各个离散时间区间内与叠加激励具有相同作用效果的正弦激励力;然后计算得出离散时间区间内正弦激励力的频率,并根据计算结果调整时滞动力吸振器参数与系统参数,据此计算各时间区间内的时滞反馈控制力;最后,以二自由度时滞动力吸振器减振模型为例,以主系统的各项振动响应为仿真对象,对主系统振动响应的时域进行仿真研究。研究结果表明,比于定值时滞反馈动力吸振器控制,在时变时滞反馈动力吸振器控制下,主系统振动位移、振动速度与振动加速度分别减少了96.4%、95.9%和97.1%,说明在时变时滞反馈控制下,结构主系统的振动响应得到了有效的控制。     

非线性(时滞)动力学问题的一种新暂态时程积分解法

非线性微分方程很难求得精确解析解,数值方法是求解非线性问题的一种有效手段。针对非线性微分方程,提出一种新的暂态时程积分方法。在暂态时程积分过程中,将非线性项看做非齐次项,在瞬态区间起始时刻处进行Taylor展开,并结合Romberg数值积分进行计算。Taylor展开时,将系统状态方程连续引入到非线性项导数的求解过程中,可简单有效地计算高阶导数。在此基础上,对含有时滞的非线性微分方程数值解法进行了研究,将时滞项同样看做非齐次项,利用线性插值处理后,结合Romberg积分进行计算。实例计算结果表明,该方法对有无时滞的非线性微分方程,均可求得较高精度的数值解。