• 2017年第15卷第4期文章目次
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    • 基于快速Fourier变换法的广义特征值问题重根辨识方法

      2017, 15(4):289-294. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-015

      摘要 (940) HTML (0) PDF 469.12 K (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:对具有重根的广义特征值问题,采用基于快速Fourier 变换的方法进行求解,实现重根辨识.文章中采用多次单点初始激励的方式,仿真计算测点上的自由振动响应,对响应进行快速Fourier变换后得到频域数据.而后对频域数据分析,得到固有频率和多组测点振型数据.根据单频和重频处的振型特性,引入振型的余弦相似度为判别参数,辨识重根.数值算例表明,该方法可有效实现重根辨识,同时特征值的计算能达到较高精度

    • 时滞耦合系统动力学的研究进展

      2017, 15(4):295-306. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-034

      摘要 (740) HTML (0) PDF 1.01 M (1087) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文综述了近年来时滞耦合系统动力学的研究进展,重点阐述了稳定性与分岔、同步以及复杂动力学等方面的一些理论和方法的研究结果,对进一步的研究工作提出了若干展望

    • 高斯白噪声激励下分数阶Duffing-VanderPol系统的稳态响应

      2017, 15(4):307-313. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-060

      摘要 (963) HTML (0) PDF 1.76 M (983) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用随机平均法研究了高斯白噪声激励下含有分数阶阻尼项的Duffing-VanderPol系统的稳态响应.首先应用基于广义谐和函数的随机平均法得到系统关于幅值的平均伊藤微分方程并建立相应的平稳FPK 方程,求解该平稳FPK 方程的近似理论解得到系统幅值的稳态概率密度.分析幅值?位移和速度的稳态概率密度探究分数阶阻尼项以及其它参数对系统稳态响应的影响.发现降低分数阶的阶数可以增强系统的响应而增大分数阶的系数可以减弱系统响应.最后对原系统进行Monte Carlo 数值模拟验证近似理论解的有效性.

    • 金字塔型点阵夹芯梁振动特性分析

      2017, 15(4):314-323. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-055

      摘要 (934) HTML (0) PDF 3.67 M (900) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究了金字塔芯层点阵夹芯梁的自由振动和非线性受迫振动特性.基于折线理论推导出两端简支金字塔型点阵夹芯梁的非线性动力学方程.计算点阵夹芯梁固有频率并进行了验证.分析了杆件半径、杆件倾斜角度和芯层高度对点阵夹芯梁固有频率的影响.研究了点阵夹芯梁在不同激励幅值和不同结构参数下的非线性幅频响应特性.结果表明,随着各结构参数的增大,夹芯梁的固有频率均呈先增大后减小的变化规律.并且,芯层结构参数对点阵夹芯梁的非线性响应存在复杂影响.

    • 二维离散Duffing Holmes系统的分支与混沌研究

      2017, 15(4):324-329. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-011

      摘要 (780) HTML (0) PDF 1.21 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过欧拉方法可将Duffing-Holmes方程变换为离散非线性动力学系统,得到标准Holmes映射。研究该映射不动点的存在性与稳定性条件,并运用中心流形定理分析映射的Pitchfork分支,Flip分支和Hopf分支的存在性,具体给出了发生相应分支所满足的参数条件。此外,证明了映射存在Marotto意义下的混沌,最后用数值模拟验证了所得理论结果。

    • Rocking Block线碰撞离散化研究

      2017, 15(4):330-334. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-058

      摘要 (1037) HTML (0) PDF 1.35 M (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对Rocking Block 中的线碰撞问题,首先采用离散化思想将线碰撞问题离散为多点碰撞系统,而后基于LZB 方法对所建多点碰撞系统进行动力学建模.仿真结果表明随着离散点数的增加,基于LZB 方法的多点碰撞模型能够很好地刻画Rocking Block 中的相关线碰撞问题,且精度与离散程度紧密相关.

    • 新超混沌系统的动力学行为及自适应控制和同步

      2017, 15(4):335-341. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-002

      摘要 (637) HTML (0) PDF 2.14 M (759) 评论 (0) 收藏

      摘要:分析了一个新混沌系统的超混沌动力学行为,给出了这个未知参数的超混沌系统的自适应控制和同步问题的数值模拟结果.运用相图?分岔图?Lyapunov指数谱和庞加莱截面图,返回映射和功率谱等揭示了系统混沌行为的普适特征,基于Lyapunov稳定性理论,采用自适应控制方法将系统的混沌运动控制到一不稳定的平衡点.此外,设计自适应控制律以实现超混沌系统的状态同步,仿真结果表明所提出的方法的有效性.

    • 采用MFC压电作动器对复合材料悬臂板振动主动控制

      2017, 15(4):342-349. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-003

      摘要 (981) HTML (0) PDF 2.57 M (1038) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对复合材料层合悬臂板,在其上表面铺设压电纤维复合材料MFC作为作动器,同时在下表面对称铺设压电薄膜(PVDF)作为传感器,应用速度反馈控制方法研究其主动振动控制. 运用Hamilton原理和假设模态法推导含多个MFC作动器的复合材料层合板的力电耦合结构运动方程,其中考虑了MFC作动器作为悬臂板附加质量及刚度的影响. 基于模态控制力/力矩最大化的原则,将多对MFC作动器/PVDF传感器铺设在层合悬臂板前几个低阶模态应变最大的区域,通过算例得出结构受控前后的时域和频域响应以及各MFC作动器所需的控制电压曲线. 讨论复合材料层合板纤维铺设角度不同情况下,作动器MFC铺设位置及压电纤维铺设方向的相应变化.

    • 大柔性飞行器的自适应姿态控制设计

      2017, 15(4):350-355. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-066

      摘要 (692) HTML (0) PDF 1.67 M (902) 评论 (0) 收藏

      摘要:研究系统存在不确定性的大柔性飞行器的姿态跟踪控制问题。针对高阶大柔性飞行器模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性。基于降阶模型,设计LQR-PI控制器作为基线控制器。考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制器,并对比两种方法控制效果。仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标。

    • 中心刚体-柔性梁应变反馈多目标优化控制

      2017, 15(4):356-362. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-012

      摘要 (524) HTML (0) PDF 384.10 K (759) 评论 (0) 收藏

      摘要:本文针对柔性结构在轨组装任务背景,将自动飞船和待运送部件分别简化为中心刚体和柔性梁附件,研究自由漂浮中心刚体-柔性梁系统的动力学与控制问题.首先基于小变形和低转速假设,将梁用假设模态法离散,采用Lagrange 方程导出系统动力学方程.继而设计一种带有应变反馈的PD 控制律用于完成中心刚体的状态镇定以及柔性梁振动抑制.此外,本文还使用遗传算法对控制器中的参数进行多目标优化.最后,通过数值算例验证了所设计控制器的有效性.

    • 单侧限位悬臂梁碰撞系统的动力学实验研究*

      2017, 15(4):363-372. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-061

      摘要 (625) HTML (0) PDF 5.55 M (1352) 评论 (0) 收藏

      摘要:对构造的单边碰撞悬臂梁系统进行实验的定性研究,在基础激励实验中,变换多次激励频率,通过加速度传感器测量悬臂梁测点的响应信号,并通过力传感器测量得到限位器与柔性悬臂梁之间的碰撞力。通过Matlab软件对实测响应的时、频域分析处理,观察到系统复杂的周期、概周期、混沌等多种运动形式,并发现其中运动形式变化的区间存在突变。尝试对实验时域数据计算最大Lyapunov指数以进一步验证其中混沌的存在,进一步发现了混沌响应下末端加速度响应与碰撞力的传递函数具有频响函数特征。实验研究体现了非线性动力学现象,也对分析应用混沌运动的实验结果提供了一个新视角。

    • 氧化锌纳米线振动问题研究

      2017, 15(4):373-380. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-063

      摘要 (606) HTML (0) PDF 1.13 M (824) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用连续介质理论与分子动力学模拟相结合方法,研究了氧化锌纳米线的振动问题。建立了氧化锌纳米线核壳模型,解释其等效杨氏模量及压电常数的尺寸效应。通过连续介质理论求得氧化锌纳米线振动固有频率,并与分子动力学模拟得到的结果进行对比。研究表明,氧化锌纳米线在极化方向的等效拉伸杨氏模量随着横截面尺寸的增加而逐渐增大,且通过核壳模型分别求得核、壳拉伸杨氏模量。拟合得到的等效拉伸杨氏模量与分子动力学方法获得的等效拉伸杨氏模量符合的很好。根据连续介质理论得到等效弯曲杨氏模量,发现等效弯曲杨氏模量也随着横截面尺寸的增加而增大。氧化锌纳米线极化方向的压电耦合能力比一般压电陶瓷好,压电常数随着横截面尺寸的增加逐渐减小。氧化锌纳米线在不同温度条件下的振动频率没有明显变化,在不同外电场条件下的振动频率有显著变化。分子动力学模拟得到不同横截面尺寸的氧化锌纳米线振动频率不同。根据连续介质理论,求得悬臂Timoshenko梁模型相应尺寸的振动频率,发现横截面的尺寸越大,连续介质理论与分子动力学模拟得到的振动频率越接近。

    • 基于改进直线涡元诱导速度模型的旋翼自由尾迹计算方法

      2017, 15(4):381-384. DOI: 10.6052/1672-6553-2017-062

      摘要 (994) HTML (0) PDF 513.51 K (918) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过设置涡核模型的角度条件,使涡核模型在极限状态下仍保持收敛,进而改进了利用Biot-Savart定律计算直线涡元对空间任意一点诱导速度的模型;桨叶气动模型采用Weissinger-L升力面理论模拟;自由尾迹的求解采用PIPC松弛迭代算法结合具有二阶精度的CB2D时间步进算法.利用上述模型和算法对某型号旋翼的尾迹进行数值计算,结果显示:利用改进涡核模型计算的桨尖涡径向位移收缩更加明显,这与实际情况更加接近;利用改进涡核模型得到的自由尾迹结果与实验数据吻合的更好.上述结论可以证明,新建立的旋翼自由尾迹模型提高了原有模型的准确性.

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