摘要:研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常数,设计了腿伸缩长度的支撑腿角度反馈控制率.证明了伸缩腿双足机器人行走过程不动点的全局稳定性.仿真结果表明,本文提出的腿伸缩长度反馈控制可以实现伸缩腿双足机器人在水平面上的稳定行走,并且周期步态对执行器干扰和支撑腿初始角速度干扰具有鲁棒性.

摘要:基于滑模控制策略,研究了折叠翼飞行器辅助机动问题.分析了系统折叠角与气动参数的关系,把机翼折叠角看成额外的控制输入,构造了包含折叠辅助机动的飞行器动力学模型.针对非线性系统,加入混合干扰,设计了非奇异动态终端滑模控制(NDTSMC)器,能够较好地抑制折叠翼飞行器的不确定性,同时完成姿态跟踪控制.仿真结果表明,NDTSMC改善了折叠翼飞行器的控制精度和鲁棒性能,具有较好的抖振消除效果.与传统飞行器相比,加入折叠辅助机动的折叠翼飞行器拥有更高的机动性和抗干扰能力.

摘要:提出并研究了构建Chaplygin非完整系统守恒律的积分因子方法.基于正则形式的Chaplygin方程,定义了积分因子,给出了系统存在守恒量的必要条件,建立了Chaplygin非完整系统的守恒定理及其逆定理.研究表明:对应于必要条件的每一组非奇异函数解,系统存在一个守恒量;反之,对于一个已知守恒量,可找到相应的积分因子,且解是不唯一的.文末以匀质圆球在粗糙水平面上纯滚动为例,讨论了该方法的应用.

摘要:以安装有单向离合器的轮-带驱动系统为研究对象,采用实验的方法研究系统中单向离合器对多楔带振动特性的影响.通过实验对比有无单向离合器的状况,明确单向离合器对轮-带动力系统的减振效应.并实验对比了多楔带初始张力对减振效果的影响.分析实验结果发现,装有单向离合器的轮-带驱动系统,多楔带的振动随转速变化呈现出非线性振动特性；单向离合器对轮-带动力系统多楔带的横向振动起到了显著的减振作用.

摘要:噪声普遍存在于各种真实系统和人造系统中,它对系统的同步动力学具有多重影响.本文探索外部噪声对高维离散复杂网络系统同步行为的积极作用.首先构建外部共同噪声驱动下两个参数相同、未耦合的离散混沌网络模型,然后利用Birkhoff遍历定理与矩阵论等相关理论，严格证明了噪声诱导两个离散混沌网络系统取得同步的充分条件,进一步借助于具体的混沌网络模型,利用数值仿真验证了理论分析的有效性.数值模拟的结果表明当网络模型参数满足理论分析的充分条件时,共同噪声可以诱导两个参数相同、未耦合的离散混沌网络在随机意义下取得同步,而且同步效果不依赖于复杂网络拓扑结构的选取.

摘要:针对某发动机缺乏外场地面试车振动监测限制值,严重影响安全使用的客观事实,在对该型发动机结构特点分析的基础上,借助于转子动力学有限元技术,建模分析了该发动机的转子动力学特性,明确了应重点监测燃气涡轮机匣处振动,为外场振动实测提供了理论指导.结合大量的外场实测振动数据分析,基于旋转机械振动监测限制值确定的通用原则,初步给出了工程适用的外场地面试车振动监测限制值建议.

摘要:针对燃气轮机转子碰摩故障的振动特性,建立了包含温度因素的9F级燃气轮机碰摩转子的动力学方程.建立9F级燃气轮机转子的结构模型,对燃气轮机转子进行瞬态热应力分析,同时考虑到碰摩力的影响.研究了9F燃气轮机转子从正常运行到停机72小时不同时刻的温度场及热应力.分析结果表明：采用有限元分析方法对9F级燃气轮机碰摩转子的振动特性研究是可行的,同时考虑到转子热固耦合作用的影响,对于更准确地研究转子的碰摩故障的振动特性具有重要意义.

摘要:以寡头市场中两家具有有限理性且以产量竞争的异质企业为背景,建立了一个离散时间的非线性动态古诺双寡头模型.讨论了模型的边界均衡点和Cournot-Nash均衡点的存在性和稳定性,给出了Cournot-Nash均衡点的稳定区域.通过数值模拟,利用单参数分岔图分析了随着参数的变化,系统的复杂动力学行为的变化情况.得出调整速度太大会导致Cournot-Nash均衡点失去稳定性,系统将产生混沌吸引子等复杂的动力学现象.此外初值极小的变化将导致系统产生巨大的波动.同时企业成本函数的差异性也会使得系统产生不同的分岔.

摘要:为了寻找可持续的发展道路,探索不同发展模式下的生态环境效应,为可持续发展战略提供理论依据,推动构建环境友好型社会,建立了一个考虑环境污染治理的“资源环境经济”(REE)三维动力系统模型,利用非线性动力学理论及数值模拟的方法,理论分析了系统的局部稳定性,对系统的动力学行为进行了数值模拟,着重对污染排放和资源提取这两个重要因素进行研究,讨论其对系统的影响.结果表明,污染排放率和资源提取率对系统有很大影响.当污染排放率在一定范围时,系统出现极限环,形成周期现象.当资源提取率控制到一定范围内,可使经济达到稳定水平的同时,减少环境污染,保证资源储量.此研究对实现“资源-环境-经济”的协调可持续发展具有重要的现实意义.

摘要:随着粘弹性材料在工程结构中的广泛应用,刻画工程结构中粘弹性材料遗传特性和长记忆性的分数阶微积分成为研究的热点,特别是具有分数阶微积分特点的PID控制器更是从理论上和应用上受到关注.本文研究高斯白噪声激励下含有分数阶PID控制器的随机结构动力系统的可靠性问题.利用慢变过程的特征以及广义积分的性质,对分数阶PID控制器在数学上进行了近似处理,之后应用能量包络随机平均法确定了可靠性函数满足的后向Kolmogorov方程以及首次穿越时间统计矩满足的广义Pontryagin方程.结果表明：在分数阶控制器中,较小的分数阶α和较大的分数阶β均可以得到较为理想的可靠性结果,并且这些均与蒙特卡洛仿真结果一致,验证了方法的有效性和正确性.

摘要:时滞反馈项在非线性振荡器中有着很重要的影响.为了深入研究时滞项在系统向量场中的作用,首先利用中心流形化简和规范型方法计算当系统向量场特征方程存在单零根和一对纯虚根、其他根有负实部时产生的ZeroHopf分支并进行了分析研究；利用具体模型的数值模拟,阐明一类时滞非线性振荡器在时滞项变化时可以产生不同的类型的分支现象.对进一步研究不同系统模型产生何种分支现象有着重要的意义.

摘要:机翼的颤振是一种典型的自激振动,它是由气动力、弹性力和惯性力的相互作用引起的一种气动弹性现象.本文研究了具有结构非线性刚度恢复力的机翼颤振的Hopf分岔问题.首先,利用连续时间的Hopf分岔显式临界准则分析了机翼颤振Hopf分岔的存在性,推导了第一李雅普诺夫系数的通项公式,为判定机翼Hopf分岔的稳定性提供了依据.其次,分析了机翼颤振退化的余维二Hopf分岔的存在性条件,得到了满足条件的双参数分岔区域.然后,推导了第二李雅普诺夫系数的通项公式并结合中心流形降阶原理和同构变换进一步分析了余维二Hopf分岔的稳定性以及其局部开折问题.最后,通过推导第三李雅普诺夫系数分析了余维三Hopf分岔中心的稳定性.

摘要:撞击探测是深空探测的一种重要探测手段.高精度的导引方法是实现撞击任务的关键.本文针对深空撞击任务的特点,推导了相对动力学方程,并据此设计了脉冲比例导引律.以某撞击任务为背景对比例导引方法进行了蒙特卡洛仿真验证.结果表明：该方法与传统预测制导方法相比撞击精度略低,但仍可满足任务需求,速度增量消耗基本相当,同时可满足不同轨道下任务的需求,避免了自主导航定位精度对预测制导的限制,具有较强的工程实用价值.

摘要:针对四旋翼飞行器在阵风扰动下的轨迹跟踪控制问题,提出一种结合积分反步法控制与PID控制的混合控制算法.首先,分析了四旋翼飞行器的受力情况,并采用牛顿欧拉法建立其动力学方程；其次,根据时间尺度原理,将四旋翼飞行器的控制结构分成位置控制回路与姿态控制回路,前者采用积分反步法进行抗干扰控制,后者采用PID控制进行镇定；同时,引入粒子群算法,利用其寻优优势对所设计的控制器参数进行调整；最后,通过一个螺旋线跟踪仿真对本文所提控制算法的有效性进行了验证.仿真结果表明,本文所提算法具有一定的鲁棒性、稳定性与适用性,能够满足四旋翼轨迹跟踪控制的需求.