欠约束多机协调吊运系统动力学工作空间分析

针对多台吊机通过绳索协调吊运同一被吊运物形成的欠约束系统不满足力封闭条件而无法用矢量封闭原理求出其动力学工作空间的问题,利用牛顿-欧拉方程建立了系统的动力学数学模型,并利用Farkas和Stiemke引理将动力学工作空间的求解转换成是否存在超平面的问题.对该类欠约束系统动力学方程进行拆分,得到了动力学工作空间的求解方法.最后利用蒙特·卡罗方法进行了数值仿真,得到该类系统的动力学工作空间.仿真结果表明,被吊运物的加速度对动力学工作空间的影响不大.     

准流线型动车组列车头型优化设计与气动性能分析

在分析准流线型动车组列车头部外形特点的基础上,对其进行了改型优化设计,措施包括加大列车细长比以及改变外部形状等.应用CATIA软件通过创建列车头部曲面的主型线、中间控制线等步骤,完成了列车流线型头部的三维曲面模型设计,同时应用曲线曲率梳工具,通过调整控制点的位置,完成了控制线的位置调整.流线型列车头部曲面的静态光顺性评价表明被测区域达到了曲面光顺的要求.应用CFD技术,采用三辆编组形式,模拟计算了两种列车在6种不同速度时的空气阻力.结果表明:与准流线列车相比,流线型列车在降低列车运行空气阻力方面效果明显.     

建立复杂结构动态聚缩模型的优化方法

提出了一种基于优化原理建立的动态聚缩模型．该模型以期望的动态特性作为约束条件，将聚缩模型结构物理参数的求解问题转化为特定约束下的优化问题，这样计算精度较高，能满足多阶模态分析的要求．     

紧耦合多直升机协同吊运系统的运动学分析与实现

针对多直升机协同吊运同一个物体形成的闭运动链协调系统预期运动实现的问题,分析了系统的空间布局,在保持系统基本结构参数不变的基础上,把空间问题转化为平面问题,求出系统的平移和偏航运动方程,再通过限定直升机末端的运动方向,利用力平衡方程、力矩平衡方程、余弦定理、矢量封闭原则求出系统的俯仰运动和侧摆运动方程.根据建立的运动方程,给定动平台的期望位置和姿态运动轨迹,从而确定各直升机末端的运动轨迹.最后,数值模拟仿真了系统的运动实现过程,同时搭建了多直升机吊运虚拟平台和实体平台,验证了所建运动方程的准确性.研究结果为进一步研究多直升机协调吊运系统的运动控制问题奠定了基础.     

考虑轮轨碰撞的转向架蛇行振动的非线性分析

考虑系统中干摩擦力和轮轨相互碰撞作用等非线性因素,建立了3个自由度的货车转向架非线性横向振动数学模型.应用数值方法研究了货车转向架蛇行振动的Hopf分叉、临界速度及转变速度,表明蛇行振动存在两个Hopf分叉不变圈,一个是稳定的,另一个是不稳定的.进一步分析了参数变化时对蛇行振动临界速度及临界不变圈的影响.     

碰撞振动系统混沌运动的脊波神经网络控制

针对一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制问题,提出一种基于脊波神经网络的混沌运动智能优化控制方法.该方法基于脊波神经网络设计混沌控制器,同时采用动态多子群引力搜索算法优化脊波神经网络模型的参数.在碰撞振动系统进入混沌运动状态后,利用经优化的脊波神经网络混沌控制器输出微幅调整量施加于系统的可控参数,对混沌系统进行参数反馈控制,使系统产生规则的周期运动.该方法不依赖被控系统的精确数学模型,可适用于系统模型未知而仅获得系统I/O数据的情况.仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性.     

含干摩擦碰撞系统的簇发振荡及稳定性分析

建立了一类含干摩擦对称间隙的弹性碰撞振动系统的动力模型,分析并推导了系统运动中黏着、滑动和碰撞运动的衔接关系及判断条件.研究系统在周期外力作用下且外激励频率远小于系统固有频率的动力学响应.分析了两尺度效应下含干摩擦系统的簇发振荡模式,通过转换相图揭示了系统穿越分界面时产生的簇发振荡行为;并分析了一类含干摩擦对称性系统通向混沌的分岔机制.计算了系统的最大李雅普诺夫指数,并以最大李雅普诺夫指数为判据,分析了系统的稳定性.结果表明:超低频区系统呈现为周期陷窝形式分布,激励频率在周期陷窝中心两侧蔓延过程中,会伴随着擦边分岔的出现,碰撞次数依次减少;系统在两频域尺度效应耦合作用下,表现为簇发振荡运动;在低频区,系统通过叉式分岔,形成一对反对称周期运动,随着激励频率的减小,通过序列倍化分岔转迁为一对反对称混沌运动,再通过激变分岔转迁为单个对称混沌运动.