一种分数阶导数阻尼下随机振动结构的数值模拟方法

提出了一种针对分数阶导数阻尼下随机振动结构的数值模拟方法。在对分数阶导数各种经典定义比较的基础上,首先指出了对分数阶导数进行数值计算的难点在于其对历史数据的全局依赖性。然后,对于受分数阶导数阻尼的随机振动结构,利用Riemann-Liouvill定义与Grunwald-Letnikov定义之间的关系,给出了一种对分数阶导数进行数值模拟的方法。通过合理地截断来缩短分数阶导数对历史数据的记忆,从而有效提高计算效率。最后,以分数阶导数阻尼下受高斯白噪声激励的线性随机振动结构为数值算例阐明了所提出方法的有效性。     

具有控制时滞的非线性分数阶阻尼系统的可控性

讨论了在Caputo意义下,控制项具有时滞的非线性分数阶阻尼系统的可控性.利用不动点定理,得到了非线性分数阶阻尼系统可控的充分条件,所得的条件易于验证.并且给出两个例子说明所得结论的可行性.     

基于Riesz分数阶导数的分数阶运动微分方程

研究分数阶系统的变分原理和运动微分方程.建立了基于Riesz分数阶导数的分数阶Hamilton原理,并由分数阶Hamilton原理推导出了分数阶Lagrange方程和分数阶Hamilton正则方程.算例表明,分数阶Lagrange方程与分数阶Hamilton正则方程给出相同的结果.     

可变阻尼减振器外特性仿真与试验

分析了所开发的可变阻尼减振器的工作原理和阀系特性。根据流体力学缝隙流动、管嘴流动及并联管路流量计算理论,推导出阻尼力计算公式,用MATLAB建立了可变阻尼减振器的数学模型,通过仿真得到了示功图和速度特性,并按照减振器台架试验标准QC/T545进行了试验,得到了外特性试验数据。将仿真结果和试验数据进行比较,证明应用并联管路流量计算理论建立的数学模型正确可靠,符合实际要求,准确地描述了阻尼力随行程变化的特性,可用于可变阻尼减振器的设计和性能预测。     

含Caputo分数阶导数的分数阶微分方程

求解了含Caputo分数阶导数的分数阶微分方程初值问题 d~αu/dtα+ω~αu(t;α)=h(t),t>0,0≤n-1<α≤n,ω>0, u~(k)(0~+;α)=u_k,k=0,1,…,n-1.利用Laplace变换方法和广义 Mittag-Leffler函数,得到其解为u(t;α)=integral from n=0 to t (r~(α-1)E_α,α(-(ωτ)~α))h(t-τ)dτ+sum from k=0 to n-1 u_kt~kE_(α,1+k)(-(ωt)~α)。     

Caputo分数阶导数的稳定数值逼近

给出了一种新的、简单方便的正则化方法,得到了很强的收敛性估计,且数值例子验证了理论结果的正确性．     

粘弹性分数阶导数模型的等效粘性阻尼系统

粘弹性分数阶导数模型已很好地用于拟合高分子材料的力学特性,但动力学时域响应分析要用到分支解析函数的反Laplace变换,计算非常繁琐.为简化计算,讨论了粘弹性分数阶导数模型的等效线性粘性阻尼系统.对于单自由度系统,得到了等效阻尼,等效刚度的表达式,并比较了δ-激励和简谐激励下原系统和等效系统的时域和频域响应.结果表明,在小阻尼窄带响应条件下等效系统响应与原系统相差很小,此时用等效系统代替原系统可减小计算难度并保证足够的计算精度.     

基于联合Caputo导数的分数阶Hamilton力学和分数阶正则变换（英文）

由于分数阶微积分在科学和工程的诸多领域的成功应用,传统的分析力学理论和方法正在不断地拓展到含有分数阶微积分的系统。基于联合Cuputo分数阶导数,文中建立了分数阶Hamilton原理,并由分数阶Hamilton原理直接导出了分数阶Hamilton正则方程;建立了分数阶力学系统的正则变换理论,给出了四种基本形式的分数阶正则变换,并通过算例说明母函数在分数阶正则变换中的作用。     

分数阶阻尼裂纹转子的非线性动力学特性分析

为了有效地提高转子系统特性的分析精度,使其能够准确地进行故障诊断,以Jeffcott转子模型为基础,建立了带有分数阶阻尼和横向呼吸裂纹故障的转子系统的动力学模型.采用4阶龙格库塔法和10阶连分式欧拉法对转子系统的动力学方程进行数值仿真计算,利用轴心轨迹图、Poin-care截面映射图和分岔图等,研究了阻尼的分数阶次、转速和裂纹深度对裂纹转子动态特性的影响,并通过实验对理论分析结果进行了验证.分析结果表明:在半临界转速附近,由于裂纹的存在,转子的轴心轨迹呈现明显的双环型(或称内8字形),因此响应中的2倍频分量占主导地位.随着分数次阻尼阶次的增加,转子系统依次经历混沌、准周期和周期运动,同时裂纹深度、不平衡量以及转速对转子系统的动态特性具有明显影响.     

具有Caputo 导数的分数阶微分方程比较定理的推广

考虑到现有的分数阶微分方程比较定理中的阶数α的取值范围是(0,1),此条件限制了它的适用范围。因此将具有Caputo导数的分数阶微分方程比较定理中的阶数α的取值范围推广到(n-1,n),n∈Z+,从而得到具有Caputo导数的分数阶微分方程解自身大小的比较定理。     

含分数阶导数阻尼的线性振动系统的稳定性

我们讨论了两部分内容： 含分数阶导数阻尼的单自由度线性振动系统的稳定性和受分数阶状态反馈控制的线性振动系统的闭环稳定性. 首先从稳定性分析的角度研究了线性振动系统的阻尼表示, 严格证明了介于0和2之间的任意分数阶导数项都可以起到阻尼作用. 进而又研究了采用分数阶控制器来调节线性振动系统的闭环稳定性, 给出了确定控制增益的一般步骤使闭环系统具有渐近稳定性, 得到了分数阶对稳定性增益区域的影响规律. 和经典的速度反馈只能调节阻尼的大小不同, 分数阶状态反馈不仅可以调节阻尼力, 也调节弹性恢复力. 稳定性切换是我们理论分析的主要思路和方法, 研究表明, 它是研究含分数阶导数动力系统稳定性的一种普遍有效的方法.     

阻尼多状态切换减振器的性能仿真与试验

传统的阻尼可调减振器,主要通过改变节流口面积实现阻尼可调,工作模式比较单一,阻尼可调范围有限.为了增加阻尼可调的工作模式和调节范围,以某被动式液压减振器为基础,设计出一种具有多状态特性的阻尼可切换减振器.为了分析该减振器的性能,结合流体力学及热力学理论,建立了阻尼多状态切换减振器系统的数学模型,运用Simulink仿真分析了减振器输出力与减震器行程、频率的关系,并与减震器的台架试验结果进行对比验证.结果表明:阻尼力试验值与仿真值的偏差较小,所建的减振器数学模型具有较高的精度,且减振器阻尼状态变化明显,阻尼切换控制准确,为汽车半主动悬架的控制提供了理论依据.     

分数阶导数和积分的奇偶性及周期性

介绍了分数阶微积分的历史、分数阶导数和积分的定义,给出了分数阶导数、积分的运算性质以及三角函数的分数阶导数、积分的结果.研究了奇偶函数以及周期函数的分数阶导数、积分的性质.     

分数阶阻尼项发展方程解的长期动态

研究了有界区域下具分数阶阻尼项发展方程的整体适定性和长期动态.研究重点是非线性项的增长阶和方程整体适定性及长期动态的关系,得出非线性项在一定的增长阶条件下,所研究发展方程弱解的存在唯一性.     

具有分数阶导数项波动方程的局部存在问题

研究了一类具有分数阶导数耗散项和多项式耗散项以及源项的波动方程的局部存在问题.考查了源项和耗散项相互竞争时对局部解的存在性的影响,证明了当耗散项的影响呈强势时(１≤ｐ≤ｍ）,存在局部解.     

带有Caputo-Hadamard型导数的分数阶微分方程边值问题

研究了一类带有Caputo-Hadamard型导数的分数阶微分方程边值问题,通过应用不动点定理,得到了方程解的存在唯一性结果.最后通过一个实例验证了所获得结果的有效性.     

一类非线性阻尼分数阶微分方程的振动条件

利用积分平均技巧和Riccati变换,获得了一类带阻尼项的非线性分数阶微分方程所有解振动的若干新的充分判据,并通过例子阐述主要结果的有效性。     

带阻尼项的分数阶差分方程的振动性和渐近性

使用广义的Riccati技巧,研究了一类具有阻尼项的分数阶差分方程△{r(t)[△~αy(t)~γ}+p(t)[△~αAy(t)]~γ+q(t)f[∑_(s=t_0)~(t-1+α)(t-s-1)~(-α)y(s)]=0,t∈N_(t_0+1-α),得到了其解的振动性的一些新准则.所得的结果改进和推广了某些分数阶离散方程的结果.