动力学系统

摘要： 由于传统方法没有对模型噪声实现有效处理,导致辨识精度与辨识速度较低,为此提出基于调制函数法的动力学系统参数辨识算法。对模型噪声进行表示与替换,通过调制函数法构造辨识模型,通过递推算法对辨识模型进行处理以实现噪声的处理。为构造出与动力学系统模型相一致的参数辨识模型,以动力学系统模型为基础对参数辨识模型的神经网络拓扑结构进行构造。由于动力学系统存在输出误差,需要对参数辨识模型的权值调整算法进行设置,最终完成对动力学系统的参数辨识。在仿真实验中,利用设计算法对某伺服系统进行参数辨识,辨识的参数包括阻尼、刚度、惯性、死区四种物理参数。实验结果表明该算法实现了辨识误差的降低与辨识时间的缩短,使辨识精度与辨识速度得到了大幅提升。

摘要： 时间积分方法是动力学常微分方程的一种有效数值求解工具,广泛应用于航空航天、土木工程、机械制造等工程领域的动力学分析。介绍了近几十年来时间积分方法的研究进展。回顾了该领域的经典工作,包括级数展开法、Runge-Kutta法和Newmark方法;介绍了为解决经典时间积分方法在精度、效率、耗散和稳定性方面的不足而发展出的先进时间积分方法,主要包括参数方法、高阶无条件稳定方法、保能量方法、线性多步法、复合方法和BN稳定型方法;分析比较了已有方法的性能特点和适用范围,指出了时间积分方法发展中值得关注的若干问题。

摘要： 针对某低速电动车动力学系统建模的问题,采用Virtual.Lab软件的Motion模块,建立整车动力学模型.该模型考虑车身和刚性较弱的主要承重部件的变形,进行刚柔耦合分析,保证整车动力学模型与实车一致.为保证性能的准确评判及考虑实际路面激励,建立低频平顺性和高频平顺性两种平顺性评价工况,基于ISO 2631-1标准,提出每个工况下的评价指标和10个评价位置点.为明确平顺性优化方向,建立整车参数化分析方法,对底盘参数进行灵敏度分析,确定每个参数的影响特性,确定优化对象,为整车平顺性能研究提供一种清晰的分析思路.

摘要： 智能如何产生,?其动力学行为如何演化、如何控制??针对这些问题,?本文从复杂网络和动力学系统的角度简要综述智能控制的相关研究:?讨论复杂网络、动力学系统、神经科学和智能控制交叉研究的内涵和挑战问题;?概述牵制控制、混杂控制、自适应控制及复杂网络可控性等研究进展.并探讨复杂网络动力学与智能控制在脑科学与机器行为学中的相关应用及研究方向.

摘要： 为解决索力动测中弯曲刚度的耦合影响问题,研究刚性索动力学系统的约化及相应的索力算法.对系统时间和空间进行坐标缩放,建立新时空坐标体系,使原方程约化为最简形式——所有系数均为1或-1,得到频率比互等关系;求解新坐标下的动力学方程,导出固支条件下的频率方程,分析其频率-梁长和频率比-梁长函数特性,提出基于频率比互等关系的双频式索力算法.给出两组10个算例均与现有文献吻合良好.研究表明:系统频率在新坐标下仅由单一参数决定;双频式算法可将索力测量的双参数反问题转化为单参数反问题,实现对索力和弯曲刚度的解耦;与其他方法相比,该方法有两个特点:①两个无量纲参数均具有明确的意义,便于工程人员掌握;②参数区间不受限,不需要对参数区间进行预判或近似处理.

摘要： 针对机械臂系统中存在的内外复合不确定性干扰问题,提出一种非线性干扰观测器补偿型滑模控制策略.在非线性干扰观测器设计过程中,引入辅助函数,避免加速度反馈测量项;同时实现对复合不确定性干扰的准确估计,用以补偿系统的控制输入,克服系统的"抖振"现象.在滑模控制策略方面,基于传统方法对惯性矩阵项进行调整的基础上,引入跟踪误差对模型离心力和哥氏力项进行调整,提高系统鲁棒性和稳定性.结果表明:两者结合能够最大限度地降低系统不确定性及外界干扰对机械臂控制性能的影响,在抑制抖振的同时增强系统的鲁棒性,提高轨迹跟踪精度.

摘要： RayFire工具可以在3D世界中创造无限的威力,它可以让高耸的建筑瞬间垮塌,让坚固的宝石支离破碎,让子弹穿越后的墙体千疮百孔,让战争肆虐的城市硝烟弥漫.有了独特的破碎技术和动力学系统,RayFire插件可以轻松地模拟出毁坏、分解、爆破、倒塌、碰撞等极具震撼力等效果,使3ds max用户也能创建出专业级等影视特效镜头.

摘要： 讨论了一类流行性病毒传染问题,提出了传染病传播生态系统动力学模型,利用奇异摄动方法,首先构造初值问题的外部解,然后引入伸长尺度变量构造了问题解初始层校正项,最后利用合成展开理论得到了生态系统初值问题的渐近解.并利用微分方程的比较定理证明了对应的生态系统的渐近解的一致有效性,同时举出了一个例子,说明了利用奇异摄动方法得到的生态系统的渐近解具有较好的近似度.

摘要： 低频振荡已经成为目前电力系统运行所面临的严重问题,在大量测噪声条件下,如何通过WAMS(wide ar?ea measurement system)量测值进行精准有效的振荡模态识别至关重要.本文提出了一种新的模态识别方法,通过构造商梯度系统,并追踪与最优参数估计值对应的退化稳定平衡流形进行求解.根据实际系统运行提出了两阶段算法:第一阶段通过改进随机子空间方法获得初始参数辨识值,若不满足残差精度要求,则第二阶段以其为初值通过基于商梯度系统的方法求解.通过在高比例噪声条件下与Prony算法对比,并对IEEE 39节点系统仿真数据分析,表明该算法在抗噪性能、辨识精度和适用性上具有优良特性.

摘要： 在轮胎地面达到附着极限工况时,即附着极限态,地面附着力很难支持车辆按驾驶员决策控制目标行驶,如果按常规ESP以驾驶员决策作为控制目标则很难达到理想控制效果,甚至加剧车辆失稳.本项目旨在研究提出车辆附着极限态稳定性控制方法和关键技术,建立车辆附着极限态稳定性控制系统和试验系统平台.项目取得预期研究成果,为提高车辆稳定性、安全性技术水平和技术开发提供了理论基础和技术支持,并在此基础上进一步研究提出车辆主动极限态稳定性控制创新思想,部分成果已在"基于制动驱动集成轮毂电机的分布驱动电动汽车稳定性控制研究"、"新型电动智能越障车辆关键技术研究"等研究项目中得到应用,并得到汽车厂商和相关科研机构的关注.

摘要： 对于研究碳纳米管力学行为,弹性梁模型可以给出简单普遍的数学公式,它能够识别出影响碳纳米管力学性能的关键参数,排除其它不重要的参数,从而解释和预测新的物理现象,激发与指导更深的实验研究和数值模拟。本文以两端为固支的弹性梁为模型,研究单壁碳纳米管在横向简谐载荷作用下的非线性振动问题。首先对运动微分方程进行Galerkin近似,将原方程从非线性动力学系统转化成二阶动力学系统;其次通过引入状态变量进行坐标转换,将二阶动力系统重新表示为一阶动力学系统;然后利用基于局部线性化技术的增维精细积分法求解新形式下系统方程;最后通过数值实验分析非线性振动的相位图,周期响应,时间演化说明了文中方法的有效性。

摘要： 以因与外部接触而发生局部非线性的动力学系统为研究对象，基于NOFRF理论，对系统中出现的各次谐波分量进行研究，推导出了该类系统各自由度各阶谐波分量的表达式。通过研究，证明了该类动力学系统中各自由度之间高次谐波分量的与原线性系统动柔度矩阵的相关元素成正比关系，并据此提出了一种简洁的局部非线性位置的辨识方法。采用这种方法，可以通过结构体中任意两个部位之间的高次谐波分量的比值关系，经过一次谐波激励而辨识出非线性的具体位置。对一个多自由度系统进行数值仿真，验证了该方法的有效性。

摘要： 自上世纪五、六十年代起，对间断微分方程、非光滑动力系统、不可微最优化、不确定系统控制，以及不连续物理系统的研究逐渐成为数学物理和工程科学研究的一个重要课题，这些问题均可归结为一类非光滑动力系统研究。本文的目的是简要介绍近年来非光滑系统的理论和方法在优化、控制及模糊微分方程等方面的应用。

摘要： 由于Hamilton系统具有简单辛结构，为描述可以忽略耗散的保守动力学系统研究提供了恰当的几何结构，尤其是在动力学系统保结构算法的研究中具有重要意义。但是对于本质非自伴随动力学系统, Hamilton动力学就失去了其优越性，因为在保持动力学函数和实验室坐标物理意义不变的情况下，本质非自伴随系统没有Hamilton表示，即Hamilton系统的逆问题没有直接的普适性，只有经过Darboux变换才有间接的普适性。然而Birkhoff系统动力学逆问题具有直接的普适性。Birkhoff系统是Hamilton系统的自然推广，包括Hamilton系统和非Hamilton系统的更一般动力学理论，是最一般辛结构的局部实现，只有Birkhoff系统与一般辛结构之间才有一一对应关系，这对于相空间的Liouville定理和Poicaré-Cartan积分不变量的研究具有重要意义。因此Birkhoff系统动力学的研究对于完善和深化分析力学的理论体系具有重要意义，尤其是对于非Hamilton动力学系统的研究。

摘要： 多尺度熵反映了单个时间序列在多个尺度上的复杂性，其随尺度的变化模式真实的反映了时序的长时程相关或动力学系统的分形特征。本文提出了多尺度交叉熵的概念和算法，并探索了两个时间序列在多个尺度上的耦合行为。首先，我们将其应用到两个混沌动力学系统的分析中，包括Henon-Henon 映射。然后，多尺度交叉熵将被用来度量在清醒和麻醉两种状态下动脉血压与肾交感神经活动的非线性耦合模式。结果表明，肾交感神经活动和血压之间耦合的复杂度在麻醉后显著降低，而且两种状态下的耦合模式具有明显的差异，提示这种差异反映了不同的动力学本质。

摘要： 本文介绍了沉积盆地的重要地位和研究意义以及沉积盆地动力学动力学的内涵，直接控制和明显影响盆地沉降和沉积充填的地球内、外动力地质作用有机耦合的统一动力学系统和演化过程;属地球动力学大系统的重要组成部分.

摘要： 本文利用微分几何方法研究了Lagrange系统、Hamilton系统和Birkhoff系统的Noether对称性和并导出系统相应的Noether守恒量.

摘要： 利用离散变分技巧,本文构造了Birkhoff系统的保结构算法、广义Birkhoff系统的离散变分差分格式以及Birkhoff系统的离散最优控制理论。通过离散Pfaff-Birkhoff变分原理,构造了保持Birkhoff系统内在辛结构和变分结构的保结构算法,并用实际算例验证了保结构算法在精确度、收敛性、稳定性以及保守恒量方面具有的明显优势。通过离散Pfaff-Birkhoff-D’Alembert原理,得到了同样具有高效计算性能的离散变分差分格式。数值算例表明,与传统的离散算法相比,离散变分差分格式可以有效模拟系统的动力学行为,并精确演绎系统的能量变化趋势。将广义Birkhoff系统的离散变分差分格式应用于最优控制问题,构建了Birkhoff系统的离散最优控制方法。算例表明,这种方法在离散求解最优控制问题时对比传统数值求解方式具有明显优势。

摘要： 利用离散变分技巧,本文构造了Birkhoff系统的保结构算法、广义Birkhoff系统的离散变分差分格式以及Birkhoff系统的离散最优控制理论。通过离散Pfaff-Birkhoff变分原理,构造了保持Birkhoff系统内在辛结构和变分结构的保结构算法,并用实际算例验证了保结构算法在精确度、收敛性、稳定性以及保守恒量方面具有的明显优势。通过离散Pfaff-Birkhoff-D’Alembert原理,得到了同样具有高效计算性能的离散变分差分格式。数值算例表明,与传统的离散算法相比,离散变分差分格式可以有效模拟系统的动力学行为,并精确演绎系统的能量变化趋势。将广义Birkhoff系统的离散变分差分格式应用于最优控制问题,构建了Birkhoff系统的离散最优控制方法。算例表明,这种方法在离散求解最优控制问题时对比传统数值求解方式具有明显优势。

摘要： 本发明公开一种复杂力学系统动力学参数的抗干扰标定方法，针对慢变干扰情况进行分析，在理想化的复杂力学系统动力学模型中加入集总力矩干扰项，从而使得所构建的模型能够更为准确地反映系统的实际状况；通过对预估干扰的复杂力学系统动力学模型中的已知的状态变量进行对应的时间域上的求导，将预估干扰的复杂力学系统动力学模型中的干扰化解，削弱干扰对系统参数标定的影响。本发明既考虑到外界的干扰，又保证了复杂力学系统模型的准确性，其能够在不增加外部设备和经济成本的条件下，有效且准确的标定复杂力学系统中的动力学参数。

摘要： 本发明公开一种复杂力学系统动力学参数的抗干扰标定方法，针对慢变干扰情况进行分析，在理想化的复杂力学系统动力学模型中加入集总力矩干扰项，从而使得所构建的模型能够更为准确地反映系统的实际状况；通过对预估干扰的复杂力学系统动力学模型中的已知的状态变量进行对应的时间域上的求导，将预估干扰的复杂力学系统动力学模型中的干扰化解，削弱干扰对系统参数标定的影响。本发明既考虑到外界的干扰，又保证了复杂力学系统模型的准确性，其能够在不增加外部设备和经济成本的条件下，有效且准确的标定复杂力学系统中的动力学参数。

摘要： 一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

摘要： 本发明的目的在于提供一种确定船舶动力装置机电耦合动力学系统稳定边界的方法，包括如下步骤：建立考虑船舶动力装置控制系统与传动系统的耦合分析模型；采用最小二乘法进行机电耦合动力学系统的系统辨识，用辨识出来的驱动源传递函数模拟驱动源工作特性，传动系统传递函数模拟传动系统工作特性；对耦合模型进行系统辨识之后，采用根轨迹法进一步分析控制器中控制参数对于耦合系统运行稳定性的影响，找出控制参数影响系统稳定性的规律，进而确定该种控制参数的稳定边界。本发明避免船舶动力装置调速系统与机械传动系统发生“共振”，优化确定控制系统参数计算过程，减少相应计算分析步骤与时间，增强船舶动力装置应对多种工况时的适应性。

摘要： 一种多叶片动力学系统，该系统产生在多对径向叶片组之间所包围的容积的变化并且按顺序运行，该叶片组彼此独立并且与在包封叶片组的环形外壳内的中心轴线同轴，在该顺序中，叶片组在特定周期内用作机构的旋转联杆，该特定周期在另一周期之前和之后，在另一周期中，任一叶片组在固定联杆和旋转联杆之间连续交替，并且在前一周期期间，只要叶片组具有相同角速度，叶片之间的容积就保持恒定，否则以与不同角速度成比例的速度变化。两个时间周期通过定时装置控制，定时装置致动叶片组与动力轴联接和脱开，并且两个时间周期的长度变化制造转子动力可变排量机器。

摘要： 一种火星动力下降段减弱动力学系统误差的两步滤波方法，它包括以下步骤：一、建立工程实际方程；二、给定初始值；三、状态量滤波；四、动力学系统偏差滤波；五、更新相关系数、校正状态估计和动力学偏差估计；六、令k=k+1，返回步骤三往下进行，直到k等于火星动力下降段时间截止对应的时刻T时，即火星着陆器着陆为止，至此完成火星动力下降段减弱动力学系统误差的两步滤波方法。本方法统筹考虑了火星动力下降过程中，非线性、非高斯随机系统在动力学系统误差条件下的航天器位置速度估计问题。通过该方法在计算过程中引入对动力学系统误差进行估计和补偿，减弱了动力学系统误差对滤波引起的导航误差，有效保证航天器在火星动力下降段的位置速度估计。

摘要： 一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

摘要： 本发明的目的在于提供一种确定船舶动力装置机电耦合动力学系统稳定边界的方法，包括如下步骤：建立考虑船舶动力装置控制系统与传动系统的耦合分析模型；采用最小二乘法进行机电耦合动力学系统的系统辨识，用辨识出来的驱动源传递函数模拟驱动源工作特性，传动系统传递函数模拟传动系统工作特性；对耦合模型进行系统辨识之后，采用根轨迹法进一步分析控制器中控制参数对于耦合系统运行稳定性的影响，找出控制参数影响系统稳定性的规律，进而确定该种控制参数的稳定边界。本发明避免船舶动力装置调速系统与机械传动系统发生“共振”，优化确定控制系统参数计算过程，减少相应计算分析步骤与时间，增强船舶动力装置应对多种工况时的适应性。

摘要： 一种多叶片动力学系统，该系统产生在多对径向叶片组之间所包围的容积的变化并且按顺序运行，该叶片组彼此独立并且与在包封叶片组的环形外壳内的中心轴线同轴，在该顺序中，叶片组在特定周期内用作机构的旋转联杆，该特定周期在另一周期之前和之后，在另一周期中，任一叶片组在固定联杆和旋转联杆之间连续交替，并且在前一周期期间，只要叶片组具有相同角速度，叶片之间的容积就保持恒定，否则以与不同角速度成比例的速度变化。两个时间周期通过定时装置控制，定时装置致动叶片组与动力轴联接和脱开，并且两个时间周期的长度变化制造转子动力可变排量机器。

摘要： 一种火星动力下降段减弱动力学系统误差的两步滤波方法，它包括以下步骤：一、建立工程实际方程；二、给定初始值；三、状态量滤波；四、动力学系统偏差滤波；五、更新相关系数、校正状态估计和动力学偏差估计；六、令k=k+1，返回步骤三往下进行，直到k等于火星动力下降段时间截止对应的时刻T时，即火星着陆器着陆为止，至此完成火星动力下降段减弱动力学系统误差的两步滤波方法。本方法统筹考虑了火星动力下降过程中，非线性、非高斯随机系统在动力学系统误差条件下的航天器位置速度估计问题。通过该方法在计算过程中引入对动力学系统误差进行估计和补偿，减弱了动力学系统误差对滤波引起的导航误差，有效保证航天器在火星动力下降段的位置速度估计。