Runge-Kutta方法求解结构动力学方程

将几种具有不同稳定性的Runge-Kutta方法应用到结构动力学方程的数值求解中。针对增量形式的动力学方程,使用改进的Newton-Raphson迭代,研究了减少计算量的两种方法：（1）使用单对角隐式Runge-Kutta方法,（2）应用转化矩阵。采用逼近算子的谱半径分析了稳定性与数值阻尼特性,解释了L-稳定方法抑制高频振荡的原因。数值算例表明在精确解上较小的物理阻尼能有效的抑制高频振荡,但对各种直接积分方法的影响很小,高精度的L-稳定Runge-Kutta方法能在有效抑制高频振荡的同时高精度的求解低频振动。

Abstract：

Several Runge-Kutta methods with the different stability were applied to solve the equations of motion in structural dynamics. For incremental dynamical equations,using the modified Newton-Raphson iteration,two methods to reduce the amount of work were proposed. The first one is the singly diagonally implicit Runge-Kutta methods,and the second one is to apply the transform matrix. Using the spectral radii of approximation operators,the stability analysis and the numerical damping property were studied,and the reason why the L-stability methods could wipe out the high oscillations was explained. Numerical example was solved by several direct integration methods,the result show that the small physical damping can wipe out high oscillations effectively on exact solution,but it has little effect on numerical solution,and the high order L-stability Runge-Kutta methods can wipe out the high oscillation effectively,at the same time,solve the vibration of low frequencies with high accuracy.     

基于顾客-销售商互动反馈的库存控制策略仿真

针对服务水平影响顾客潜在需求和销售商库存水平的复杂系统问题,运用服从特定分布的离散随机数模拟市场中受销售商历史服务水平影响的顾客反馈需求,建立以总销售利润最大为目标的销售商库存系统动力学仿真模型模拟顾客-销售商间的互动反馈关系,基于STELLA软件动态模拟服务水平控制策略下库存系统中物流和信息流的传递和反馈。最后的实例仿真结果验证了模型和算法的合理有效性,指出了敏感型销售商与固执型销售商在面对不同顾客需求时的绩效差异,这也表明了提出的算法在现代商品销售中的实用性。

Abstract：

A System Dynamics-based modeling methodology for inventory management simulation was developed to realize the relationships between stochastic customer demand influenced by service level and dealer inventory.In the model,total cost was substituted by total sales profit as the end objective of dealer inventory management decisions.The SD program STELLA was used to simulate the feedback between customer and dealer dynamically.The simulation model was validated by realistic data and several cases were studied.The difference of operating performance between sensitive dealer and inflexible dealer was revealed.     

3-DOF混联拟人臂动力学建模与迭代学习控制

采用Lagrange方法建立了一类新型3P6R平面3-DOF串-并混联拟人臂的标称动力学模型。针对该机构的重复轨迹跟踪问题,考虑其不确定性,充分利用其已知动力学部分,提出了一种集中参数自适应-闭环迭代学习控制器。在每个迭代周期内采用自适应算法学习由未建模动态、外部干扰及摩擦力等多种因素造成的集中不确定性上界,进而逐次补偿由其造成的误差;闭环变系数迭代学习算法保证了该系统在迭代域内收敛,实现了完全轨迹跟踪。严格的证明及仿真结果验证了此控制器的有效性。     

无轴承永磁薄片电机转子不平衡振动补偿控制

无轴承永磁薄片电机转子质量的不平衡振动严重影响了系统的动态特性及安全运行。介绍了无轴承永磁薄片电机转子悬浮力产生机理,推导了悬浮转子的动力学方程,在电磁转矩和径向悬浮力解耦控制的基础上,对无轴承永磁薄片电机转子进行了振动补偿控制,设计了反馈不平衡补偿控制系统,采用Matlab/Simulink工具箱构建了仿真系统,进行了性能仿真试验。研究结果表明:基于反馈补偿控制器的振动控制策略能够较好的抑制悬浮转子振动,大大提高了转子的旋转精度。     

阿托品对心血管系统的作用过程及其模型研究

临床上阿托品药物的使用会影响心血管系统的功能,提出通过心率变异信号的复杂度特征值来表征这种影响,并通过特征值的变化来探究药物的影响过程.10个健康自愿者参加了药物实验,在阿托品注射前后,共采集了每个自愿者6组心电信号,数据总长度为180分钟,从心电信号中提取所有数据的心率变异信号,并计算其非线性复杂度特征指标.根据数据结果,建立了阿托品对心血管系统作用过程的数学模型.通过数值仿真对比表明,该模型在临床上可以用作阿托品对心血管系统作用过程的数学描述.     

The System Dynamics (SD) is used for researching on battle simulation

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎ 1 95 6 ,ｔｈｅＳｙｓｔｅｍＤｙｎａｍｉｃｓ (ＳＤ)ｗａｓｓｅｔｕｐｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＪａｙ .Ｗ .Ｆｏｒｒｅｓｔｅｒ,ｗｈｏｗｏｒｋｅｄｉｎＡｍｅｒｉｃａＭａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ .ＡｎｄＳＤｗａｓｄｅｎｏｍｉｎａｔｅｄａｓ″ｓｔｒａｔｅｇｉｃａｎｄｓｔｒａｔａｇｅｍｌａｂｏｒａｔｏｒｙ″ .ＳＤｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ,ｔｈａｔｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｃｔｉｏｎｍｏｄｅａｎｄｍａｉｎｐｅｃｕｌｉａｒｉｔｙｇｏｖｅｒｎｂｙｉｔ′ｓ…     

基于多种软件平台的卫星动力学仿真研究

卫星工具包STK(SatelliteToolKit)只能对自身的模块化方案进行验证和演示。引入了三维建模技术和可视化技术,并基于STK和Matlab的无缝连接,研究建立卫星动力学仿真系统。该仿真系统采用建模软件LightWave建立卫星三维模型,利用STK/Matlab模块提供的接口功能,开发新的轨道与姿态控制模块,为用户定制的轨道与姿态控制方案提供仿真、验证和演示。     

弹性轨道上二自由度磁浮车辆动力学仿真研究

建立了二自由度磁浮车辆轨道耦合动力学模型,选用合理的控制方案和数值算法,对车轨耦合动力响应基本特性进行了数值仿真,证明了所采用的控制方案能实现磁浮列车稳定悬浮运行。此项研究对进一步探讨磁浮车轨相互作用问题,完善系统设计参数具有参考价值。     

潜空导弹运载器水下弹道仿真研究

在建立适合于运载器六自由度运动的数学模型的基础上,建立了光纤对运载器作用力的数学模型,然后对潜空导弹运载器的水下弹道进行了仿真研究.结果表明运载器运动稳定,控制规律合理.     

轨道动力学可视化仿真研究

研究了在机车车辆一轨道耦合动力学视景仿真系统中，轨道系统动态行为仿真的逼真性和实时性问题，提出了一种能准确模拟轨道系统振动行为的有限长轨道单元法，考虑到钢轨以梁的形式参与振动的实质，通过实时建立具有一定垂向、横向和扭转振动形态的钢轨模型来模拟钢轨的振动行为。仿真结果表明，在保证优良的实时性的同时，利用该方法不仅可以建立更加符合实际的轨道模型，而且还能真实地模拟轨道子系统各组成部件的各种特殊振动行为。