一类转动机器人的随机自适应轨迹跟踪

对于在随机振动环境下的一类转动机器人,本文主要研究了随机建模与自适应跟踪控制问题.首先利用拉格朗日力学在确定环境下建模,然后利用动静法原理,将环境中的随机振动转化为对力矩的干扰,从而建立随机拉格朗日模型.基于所建立的模型,利用系统的结构性质,设计了一个自适应跟踪控制器使得跟踪误差的二阶矩可通过调节参数达到任意小,同时保证闭环系统的所有信号是依概率有界的.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

质量慢变转子系统碰摩的可靠性分析

通过建立质量慢变转子系统的动力学方程,将转子系统的刚度、阻尼、偏心距和定子径向刚度作为随机参数,利用随机摄动理论、Kronecker代数、矩阵微分理论、随机振动理论系统地研究了质量慢变转子系统的随机响应问题.应用可靠性的应力-强度干涉模型,建立质量慢变转子系统碰摩的可靠性模型,利用Edgeworth级数和四阶矩技术,对质量慢变转子系统碰摩的可靠性进行了研究,并求出了数值解,给出了可靠度曲线.     

一类受噪声干扰的直流电机驱动的桥式吊车系统的轨迹跟踪

对于在随机振动环境下的一类由直流电机驱动的桥式吊车系统,本文主要研究了随机建模和轨迹跟踪问题.根据动静法和等效电路,将环境中的随机振动和电路中的热噪声合理地引入到系统中,从而建立随机模型.基于所建立的模型,利用向量式的Backstepping的方法和将噪声分离出来的技术,设计了一个跟踪控制器使闭环系统是依概率噪声到状态稳定(NSS-P),跟踪误差的二阶矩可以通过调节参数达到任意小.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

水轮发电机组整机系统随机振动的直接谱分析

为了解决水轮机随机振动分析问题,采用了多级模态综合技术建立水轮机包括转动部件和固定部件在内的整机系统模型。由于轴承油膜刚度、阻尼,运动方程系数矩阵具有非对称特性。将系统所受随机激励分解为确定性分布矢量和一个随机过程标量的乘积,在位形空间对运动方程解耦,将直接谱分析方法推广到非对称系统,直接得到整机系统随机响应谱密度函数矩阵的每个元素,从而方便地计算随机响应的均方值,为水轮发电机组随机振动分析提供有效可行的方法。     

基于弹塑性接触的柔性多体系统碰撞动力学

为了研究作大范围回转运动的柔性梁与固定刚性质量发生正碰撞的动力学问题,该文以柔性多体系统刚柔耦合动力学理论为基础,考虑非线性耦合变形项和碰撞力势能概念,利用假设模态法和Lagrange方程建立了含碰撞力的系统刚柔耦合动力学方程.该方程可以处理系统无碰撞和有碰撞的全局动力学问题.基于单轴压缩弹塑性接触模型将接触碰撞过程分为弹性加载、塑性加载和弹性卸载3个阶段,给出了描述碰撞过程的方法和接触判定条件.碰撞动力学仿真算例描述了碰撞过程中的碰撞力、变形、角位移等动力学特性.弹塑性接触模型与非线性弹簧阻尼模型的仿真结果对比发现,两种接触模型描述接触碰撞阶段和碰撞能量损失的方法不同,得到的碰撞力大小亦不同;弹塑性接触模型更接近实际情况,适用性较强.     

固定-固定型弹簧质点系统的能量约束问题

基于子系统物理参数和系统惯性能量约束讨论了固定-固定型无阻尼弹簧质点系统的构造问题,通过求解一类广义逆特征问题获得了弹簧刚度和质点质量的计算表达式,并给出了算例.     

航天降落伞撕裂带测试装置及其动态索力响应特性

该文提出一种航天降落伞撕裂带测试装置，用于测试撕裂带工作性能。基于测试装置，研究绳索在高速冲击载荷下的动态索力响应问题。将机械系统简化为弹簧阻尼系统，基于Lagrange第二类方程推导得到系统动力学方程，并通过Runge-Kutta方法求解模型，得到撕裂带测试过程中的绳索受力状态。研究在高速冲击载荷下，绳索阻尼的作用机理。进一步研究绳索弹性模量、阻尼以及绳索两端质量比对索力的影响规律，最后对比理论模型与验证实验的数据。结果表明：理论模型计算得到的绳索末端索力与实验结果趋势保持一致，验证了理论模型的正确性，对撕裂带测试装置的设计和控制具有指导意义。     

干摩擦板-弹簧调谐质量减震系统性能

从理论上分析了干摩擦板—弹簧调谐质量系统减震性能,根据拉格朗日方程推导了结构设置减震系统地震动力反应分析计算公式.分析与计算结果表明:设置质量调谐系统之后,结构动力反应层间位移有所减小.当接触面滑动摩擦系数为0.05左右、弹簧系数为25000kN/m、阻尼系数为3000 kN/m.s调谐附加质量为楼层质量的1.0～1.4倍以上时,质量调谐系统具有较好的减震效果、消能效果与复位能力.     

路面激励相干函数对车桥系统随机振动响应的影响

采用虚拟激励法建立多点输入相干激励车桥耦合随机振动模型,研究路面不平顺相干函数对车桥耦合系统振动响应的影响.将三轴自卸汽车离散为三维九自由度弹簧-质量-阻尼体系,桥梁离散为板-壳实体单元,考虑路面输入激励的相干性,研究Naryanan相干函数、Dieter相干函数和Zhang相干函数对车桥耦合系统振动响应及频谱特性的影响.研究结果表明:不同的相干函数对位移均方根和加速度均方差的影响效果不同;相干函数仅影响共振能量大小,不改变路面激励与车桥耦合系统的共振频率;研究车桥耦合随机振动响应时,路面激励相干函数对桥梁振动响应的影响可不计,但对车辆振动响应的影响不可忽略.     

非线性非自治非保守阻尼系统的第二类Lagrange方程

基于非自治有阻尼系统推导了第二类Lagrange方程,使用虚功原理,给出了广义力的求解方法,广义力由广义保守力、广义耗散力、除广义保守力和广义耗散力以外的对应于广义坐标的广义力这3部分组成.利用第二类Lagrange方程推导了一级倒立摆非保守有阻尼系统的运动微分方程和状态空间模型.用数值分析软件Matlab 6.5对状态空间模型进行了线性二次调节器最优控制.