地球多体系统弹塑性动力学模型

围绕地球多体系统开展了弹塑性动力学模型研究,主要内容有地球多体系统圈层块体上的等效惯性力系;地球多体系统圈层块体的广义惯性力;用偏速度和偏角速度表示地球多体系统的等效惯性力系和用偏速度和偏角速度分量表示地球多体系统的广义惯性力;为地球多体系统动力学模型研究提供理论基础.     

地球系统多体力系动力学模型研究

概述了地球系统中的约束力和自由力,阐述了地球系统中力对点和线的力矩和地球系统中的力系,从地球系统力学的特殊力系与等效力系、地球系统的广义力和无功力方面介绍了地球系统多体力系的力学原理,最后论述了地球系统中接点的力和力矩,为地球系统多体动力学研究提供基础模型.     

地球多体系统的运动惯量研究

概述了地球多体系统圈层块体运动惯量一次矩和质心,介绍了地球多体系统圈层块体运动惯量的应用;详细阐述了地球多体系统圈层块体运动惯量的惯性矩和惯性积;地球多体系统圈层块体运动惯量的惯性并矢式、运动惯量参考系的变换和地球多体系统圈层块体运动惯量的平行轴定理,为地球多体系统动力学模型研究提供理论基础.     

柔性多体系统接触碰撞子结构动力学模型

对柔性多体系统接触碰撞的子结构动力学模型进行了深入的研究. 将柔性杆纵向碰撞的解析解与该对象的子结构动力学模型的数值解进行了对照, 揭示了子结构动力学模型能描述在接触碰撞期间应力波在柔性杆中的传播现象以及波的传播速度与杆的某些参数间的关系, 研究了影响该模型精确性的参数范围, 给出了该参数的一些优化值.     

直流反应溅射动力学模型的研究

提出了一个反应溅射的物理溅射动力学模型，基于捕获效应，并考虑了参数间相互影响，计算出的溅射参数与实测值相符。模型较好地描述了靶初始覆盖度与溅稳定态之间的关系，说明了从金属溅射区向氧化物溅射区转变与从氧化物溅射区向金属溅区的转变的反应气体流量阈值的大小为什么不同。真空室氧分压对靶面氧化物形成速率的影响是引起氧化物分数与氧流量关系曲线不连续点的主要原因，靶面氧化物覆盖度初始值的不同导致了氧流量阈值的多     

高机动履带车辆动力学建模与悬挂特性优化研究

针对坦克装甲车辆在越野机动能力方面的迫切需求,开展了履带式行动系统动力学建模研究.整理得到多体动力学方程变分形式的矩阵表达式,提出以笛卡儿坐标和相对坐标相结合的方式分别推导车体和平衡肘-负重轮对系统广义坐标的贡献方程组,同时考虑了履带对车体及负重轮的受力关系,以及履带节距对地面的滤波作用.通过数值计算在频域对比分析了不同路面和车速下车体加速度和悬挂相对行程随阻尼比变化的影响规律,确定了基础阻尼比,进一步在时域环境对悬挂系统不同轮位和单轮压缩与复原行程的阻尼特性配比进行优化,通过相同路面的仿真对比得出的分配结果能够有效提高车辆的行驶平顺性和越野通过性能,为制定行动系统预测设计方法奠定了基础.     

大型液体运载火箭POGO动力学模型研究

本文基于键合图理论的建模思想提出新的液体火箭跷振（POGO）稳定性分析状态变量模型,该模型的系数矩阵线性且非奇异,与以往模型相比更有利于实现模块化建模和时域仿真分析.在此基础上通过模型研究给出补燃发动机燃气系统的动力学模型,使该分析模型可以对采用补燃循环发动机的火箭进行POGO稳定性分析,是对目前POGO理论分析模型的一个重要完善.     

大型捆绑火箭姿态动力学模型研究

针对大型捆绑运载火箭所呈现出的低频密频模态、纵-横-扭强耦合、复杂局部变形和发动机低频谐振以及多贮箱液体晃动的特点,推导建立了工程实用的姿态动力学模型.基于牛顿-欧拉法建立了刚体质心和绕质心运动方程、液体晃动方程以及发动机振动方程,基于有限元方法建立了火箭弹性振动方程.模型充分反映了发动机摆动、液体晃动等活动质量相对箭体运动时对刚体运动和弹性振动的影响,充分反映了刚-晃-弹以及发动机低频谐振之间的耦合,同时保留了工程上所熟悉的形式.基于坐标变换思想提出了弹性旋转矩阵方法求解复杂弹性变形后外力的大小和作用点,推导过程中严格按照定义求解,避免了错项和漏项,推导原理简明、概念清晰,过程规范,易于设计人员理解.基于ADAMS的虚拟样机仿真结果验证了本文推导模型的正确性.     

具有领导者的高阶线性多运动体系统的群智汇集趋同

本文研究了具有领导者的高阶线性多运动体系统的群智汇集趋同问题.利用运动体与其邻居的信息,分别为跟随者设计了状态反馈型和输出反馈型控制协议,并利用矩阵Riccati代数方程、矩阵分析等工具,给出了系统实现领导-跟随者群智汇集趋同的充分条件.研究表明,当领导者和跟随者所组成的多运动体系统的通信拓扑交互平衡并且存在一棵生成树时,只要合理地选取满足条件的控制增益,系统在所给出的控制协议作用下可以实现领导-跟随者群智汇集趋同.特别地,当为跟随者设计输出反馈型控制协议时,借助误差系统可以将领导-跟随者群智汇集趋同问题转化为静态输出反馈问题.当系统的输入输出矩阵满足一定的秩条件时,系统在所设计的输出反馈型控制协议作用下可以实现领导-跟随者群智汇集趋同.     

液体火箭增压输送系统多学科动力学研究

通过多学科动力学建模方法研究,首先建立了平台供气系统机械、气动与控制动力学特征模型,并对不同工况下系统动态性能进行数值仿真,着重研究调压压力、系统阻尼、充压方式、管路特性等对系统动态稳定性的影响,为系统动态稳定性分析及稳定性改进提高提供指导;最后结合某型号飞行过程中增压系统故障问题,建立了冷氦增压系统机械、气动、电磁、热与控制多学科动力学仿真分析模型,通过系统流量及压降分析进行故障定位,进一步探讨多学科动力学仿真在增压输送系统中的应用.     

一类飞行器姿态动力学特征建模研究

本文研究飞行器姿态动力学的特征建模问题.针对飞行器姿态动力学所具有的三角形式的仿射非线性系统,通过引入非线性系统的时间尺度和一类与系统状态有关的压缩函数,给出了将动力学压缩到特征模型参数中的一般方法,并且给出了特征模型的参数范围及其极限.从所给出的参数范围可以看出,特征模型参数的界与采样周期、建模误差、系统阶数、系统变化率有关.所建立的特征模型的建模误差可以按照控制精度的要求任意小,表明了特征建模和一般模型降阶方法是不同的,该方法并不丢失系统信息.在此基础上建立了挠性卫星姿态特征模型,并给出了参数的界和极限,为基于特征模型的飞行器控制设计奠定了理论基础.     

水资源系统整体模型研究

基于新近发展起来的复杂适应系统理论,建立了流域级的水资源系统整体模型,用于分析研究流域的水资源管理和配置.通过一个整体的模型框架,将水资源系统中水文、生产、生活、生态环境和管理制度等子系统的相互作用通过内生变量进行联接,从而取代以往组合模型仅仅通过计算结果的传递来描述子系统间作用的方式.结合整体模型框架的特点,提出了用于求解这个高纬度的非线性模型的嵌套遗传算法,并应用于黄河流域,分析了南水北调西线工程的合理调水量及其边际效益.     

企业知识管理的多阶段优化模型研究

为成功实践企业知识管理,在知识管理优化模型构建及分析的基础上,指出了企业知识管理决策选择的重要性,解析了影响企业知识管理决策选择的相关因素,并对其进行了研究,进而从知识管理战略和知识型员工的管理两方面提出了相应的知识管理方案。     

时变有向网络下仿射多个体系统的状态一致性

本文探讨时变网络下多个体系统的状态一致性,研究了平稳离散时变有向网络下仿射多个体协同系统趋于状态一致的充分必要条件.由于线性多个体系统是仿射多个体系统的特例、非时变网络是平稳离散时变网络的特例、无向网络(对称网络)是有向网络的特例,因此本文的结论涵盖了此前有关一阶多个体协同系统状态一致性的主要理论结果.     

柔性机械臂正则化逆动力学的有理分式模型

提出了柔性机械臂正则化逆动力学的有理分式模型,论证了该模型了对计算机力矩病态行为的抑制作用,并讨论了正则化参数选取实现轨迹跟踪精度与计算力矩频率带宽之间折衷的含义。计算机数值仿真结果印 该方法有效性。     

约束切换非线性系统给出初始稳定区域的预测控制设计

有约束切换非线性系统的稳定控制是一个重要的研究问题．通常的预测控制方法可以很好的处理约束问题并使得系统稳定,但一般首先假设其中的优化问题初始可行,而对于初始稳定区域并没有具体的描述．本文针对一类输入变量受约束且状态不可测的非线性切换系统,提出了一种混合非线性预测控制方案．其主要思想是：利用李亚普诺夫函数和状态观测器,设计在预测控制器和有界反馈控制器之间适当切换的混杂控制器,以得到初始稳定区域的描述并使得子系统闭环稳定;对整个切换系统,基于状态估计,设计在各组件间平稳切换的切换律,以保证整个闭环系统的渐近稳定性．最后通过对一个化工过程实例进行仿真,验证了本文所提控制器的有效性．     

流数据驱动的多层非线性动力学网络重构

现实世界中许多复杂的非线性动力学系统需要用多层网络来描述.如何从观测到的流数据中揭示多层非线性动力学网络结构的重构问题是对动力学系统研究的核心问题之一.虽然学者们提出了许多从静态数据中重构多层动力学网络结构的方法,但是它们很难从流数据中重构多层网络结构.由于该问题的困难性,截止目前,还没有适用于流数据的多层非线性动力学网络重构模型及其优化算法.针对此,本文提出流数据驱动的多层动力学网络重构框架,称为OMNR(online multilayer network reconstruction). OMNR首先建立了流数据驱动的在线多层非线性动力学网络重构模型,然后提出一种基于FTRL(follow-the-regularized-leader)的在线学习方法来优化该模型. OMNR每次只考虑一个事例来更新网络结构,非常适合处理流数据.而且, OMNR空间复杂度非常低,适合大数据任务.最后,在多层网络的Lorenz和R?ssler动力学系统上验证了OMNR可以有效地解决流数据驱动的多层动力学网络重构问题,填补了流数据驱动的多层非线性动力学网络重构技术的空白.     

基于嵌入式系统动力学的人水系统模拟及应用

基于人水系统概念和嵌入式系统动力学（ESD）方法，以一个相对独立的城市区为例，介绍人水系统模拟的ESD模型，说明ESD模型的优越性。通过ESD模型的模拟计算，分析实例区人水系统演变的主要影响因素以及调控方向和措施。模拟结果表明，该城市区总用水量在各年远未达到水资源可利用量，而水质控制目标已经达到临界状态；其发展的瓶颈是污水处理能力偏低，可以通过建设污水处理厂，增加污水处理能力，以提高该区的发展规模。