样条有限点法分析板的非线性动力响应问题

本文提出了用样条有限点法分析板的几何非线性动力响应问题。采用了三次B样条函数与梁的振型函数的乘积作为试函数,由虚位移原理的动力方程出发,建立起以样条函数结点参数表示的基本方程,推导了非线性刚度矩阵的精确显式,并用wilson-θ法求解动力增量方程,求得挠度响应曲线。本文给出了算例,并与文献结果进行比较。本文提出的方法具有计算量小、精度高等优点。是十分有效的方法。     

大跨度斜拉索管桥几何非线性分析与数值模拟

介绍了影响大跨度斜拉索管桥几何非线性的3个主要影响因素,基于有限位移理论,考虑几何非线性影响因素,建立了大跨度斜拉索管桥在恒栽以及斜拉索初始张力作用下的有限元模型.给出了大跨度斜拉索管桥的几何非线性分析方法,并在此基础上编制了有限元分析程序进行仿真计算.结合算例,探讨了几何非线性因素对大跨度斜拉索管桥结构的影响.研究结果表明,几何非线性因素存在耦合作用,在结构计算时需要综合考虑其影响.     

梁、板非线性动力响应分析的样条有限点法

本文用样条有限点法分析梁和基于Berger假设的板的几何非线性动力响应,推导了以样条结点参数表示的基本方程,用wilson-θ法求解动力增量方程,求得挠度响应曲线。本文的方法与有限元法比较,共计算时间省,程序简单,可在微机上计算。     

基于UKF的主动段弹道跟踪算法

引入不敏卡尔曼滤波(UKF)(Unscented Kalman Filtering)用于主动段目标跟踪.UKF通过设置Sigma样点分布和样点权值来逼近样本非线性变换参量的矩,对状态向量的PDF进行近似化,是一种以标准Kalman滤波器为框架的非线性滤波器.在应用中,UKF避免了求Jacobian矩阵,且跟踪效果较好.     

考虑几何及力和力矩非线性时弹丸运动方程的研究

从矢量形式的六自由度弹丸运动方程组出发,推导出了在全部力和全部力矩作用下考虑几何非线性及力和力矩非线性时的弹丸运动方程组,并导出了其用于数值计算的柯西标准形式,得到了攻角和进动角的计算表达式.此动力学模型可用于弹丸大攻角飞行时的弹道计算及某些灵巧弹药(如末敏弹)的设计.     

一类非线性类薛定谔方程的有限差分格式

给出了一类非线性类薛定谔方程的有限差分格式,推导了这类非线性类薛定谔方程的积分形式,并得到积分形式下系统的2个守恒定理.通过对积分方程离散化,并对系统的守恒量进行有限差分,得到了这类非线性类薛定谔方程的有限差分格式.     

高维非线性电路平衡点稳定性研究

提出了一种新的分析具有分解形式的高维非线性电路平衡点全局渐近稳定的方法.这种方法以矩阵分解为工具,结合平衡点的渐近稳定判据,用分解矩阵的稳定性决定平衡点的全局渐近稳定性.与目前该问题所采用的LIYAPUNOV直接法相比,该方法具有无须判断平衡点的唯一性,判别方法直接明了等优点.电路维数越大时,此方法越有其优势.同时,该方法对于其他形式的非线性系统的分析,也有重要的启发性及应用价值.     

非线性短时延网络控制系统的容错控制器设计

针对一类存在短时延的非线性网络控制系统,提出了一种基于观测器的传感器失效完整性控制方法。首先利用模糊T-S模型对系统进行模糊建模,在此基础上,提出模糊控制器与模糊观测器的协同设计方法,然后应用李亚普诺夫函数法和线性矩阵不等式（LMI）法,给出了闭环模糊系统在传感器故障时具有完整性的充分条件。数值仿真算例表明,该方法是可行和有效的。     

快速整周模糊度求解在高精度GPS定位和导航中的应用

探讨了一种GPS载波相位整周模糊度的快速求解方法,分析了搜索空间中的独立变量,推导出了新的传递矩阵.该矩阵将所有的测量残差直接和最小求解搜索空间相关联,通过仅选择那些与卫星几何尺寸和测量残差一致的模糊度的组合,搜索空间被最小化.仿真结果表明,与目前最常用的搜索方法-LAMBDA方法相比,提出的快速求解方法可以改善计算效率,缩短模糊度求解时间.     

面向故障仿真的环节及传递关系建模方法

针对半实物仿真方式在复杂装备维修训练中的需求,提出了一种基于系统功能属性的环节及传递关系建模方法,模型的应用对象主要面向半实物仿真建模.从系统功能到端口特性映射的角度出发,分析了模型的建模思路、基本模型及故障模型的构建方法,以实装部件半实物仿真建模为例,建立了相应的环节及传递关系模型与故障模型,实现了故障的注入及半实物仿真.该建模方法的提出为复杂系统半实物故障仿真提供了一种新的途径.     

An efficient and modular modeling for launch dynamics of tubed rockets on a moving launcher

This paper develops a modular modeling and efficient formulation of launch dynamics with marching fire (LDMF) using a mixed formulation of the transfer matrix method for multibody systems (MSTMM) and Newton-Euler formulation. Taking a ground-borne multiple launch rocket systems (MLRS), the focus is on the launching subsystem comprising the rocket, flexible tube, and tube tail. The launching subsystem is treated as a coupled rigid-flexible multibody system, where the rocket and tube tail are treated as rigid bodies while the flexible tube as a beam with large motion. Firstly, the tube and tube tail can be elegantly handled by the MSTMM, a computationally efficient order-N formulation. Then, the equation of motion of the in-bore rocket with relative kinematics w.r.t. the tube using the Newton-Euler method is derived. Finally, the rocket, tube, and tube tail dynamics are coupled, yielding the equation of motion of the launching subsystem that can be regarded as a building block and further integrated with other subsystems. The deduced dynamics equation of the launching subsystem is not limited to ground-borne MLRS but also fits for tanks, self-propelled artilleries, and other air-borne and naval-borne weapons undergoing large motion. Numerical simulation results of LDMF are given and partially verified by the experiment.     

Finite-time State Feedback Stabilization Method for a Class of Flexible Manipulators

Aimed at the finite-time stabilization problem of a class of flexible manipulators,a finite-time state feedback stabilization controller was proposed in this paper.Firstly,the nonlinear model of flexible manipulators was transformed into linear system through the exact state feedback linearization,and then using the finite time stabilization control method of the linear system,a finite-time state feedback stabilization controller was designed for the flexible manipulators.Furthermore,it was proved that all the states of flexible manipulators could be stabilized to equilibrium in finite-time under the proposed controller.The simulation results show that the performance of the flexible manipulators under the proposed finite-time state feedback controller is better than the traditional state-feedback controller.The proposed finite-time stabilization controller can improve the performance of the flexible manipulators.     

带点缺陷的一维亥姆霍兹共振腔声子晶体中缺陷模式

在基于亥姆霍兹共振腔的一维声子晶体中引入点缺陷会在原有局域共振型声禁带内产生缺陷模式。采用传递矩阵法和有限元法分析了缺陷模式随缺陷单元几何尺寸变化关系和声子晶体中声场分布情况。结果表明,随着缺陷单元与完美单元之间耦合程度的增强,缺陷模式从局域共振型禁带中完美单元共振频率处向禁带边缘移动。同时,缺陷模式的存在使得结构中出现了能量局域化的现象。本工作对设计新型声滤波器、能量集中装置具有一定的理论意义。     

多柔体系统动力学模型的集中参数近似方法

提出了有限元方法和数值积分相结合获得多柔体系统集中参数模型的近似方法,并基于lagrange方程,对有根树型拓扑结构的多柔体系统进行建模。     

ABAQUS二次开发在发射场坪参数化建模与分析中的应用

发射场坪是发射系统的重要组成部分,为了能够快速准确地建立含场坪效应的发射装备非线性有限元动力学模型,实现仿真分析的自动化,引入ABAQUS二次开发技术,利用ABAQUS自带的RSG编制发射场坪参数化建模分析的插件界面,并编写对应的内核脚本程序与之级联,级联成功之后即可实现场坪建模、分析的参数化操作。该方法避免了重复建模,有效提高了仿真分析过程的自动化程度,为场坪的响应特性研究提供了有力的支撑。     

状态机嵌入DEVS的组合建模方法研究

DEVS提供了模块化、层次化的系统建模和仿真执行框架,但是缺乏对于系统行为的抽象建模能力。状态图扩展了原有的FSM,通过可视化的、灵活的状态迁移图描述系统的复杂行为。提出将状态图嵌入DEVS的组合建模方法,互为补充,以建立复杂的离散控制系统。DEVS作为系统的建模框架并提供执行逻辑支持,状态图扩展DEVS的事件交互机制和时间推进机制,描述系统的行为逻辑。详细介绍了状态图和DEVS的语法语义,重点阐述状态图嵌入DEVS的实现机制。结合一个应用实例,说明嵌入状态图的DEVS用于建立离散控制系统模型的优势。     

基于神经网络的四轮转向车辆辨识和控制

车辆的动力学受各种非线性因素(如轮胎特性和路面状况)的影响,因此,利用两自由度线性车辆模型很难描述车辆的动力学.本文提出了一个新的基于神经网络非线性建校和控制能力的4WS控制系统.首先将车辆动力学辩识为一个RBF冈给车辆模型,然后利用该RBF网络车辆模型设计RBF网络控制器.通过计算机仿真说明了所提方法的有效性.     

基于非线性最优反馈控制的远程拦截闭环制导

利用非线性最优反馈控制和伪谱轨迹快速重构技术,设计了一种有限推力空间远程拦截自适应闭环制导方法。首先建立了有限推力远程拦截最优制导问题模型,并给出了适用于该问题的非线性最优反馈控制求解原理。然后,将空间变轨动力学模型特点和伪谱法相结合,设计了基于状态量缩减的计算效率改进策略以提高轨迹优化的实时性。基于改进伪谱法进行连续轨迹快速重构,利用开环最优解形成闭环反馈,从而保证制导指令的实时更新,并通过引入控制逻辑对制导算法进行改进。时间最短远程拦截仿真表明,该闭环制导方法在保证任务指标最优性的同时,可以有效抑制J2摄动和计算误差的影响,具有较高的制导精度、自适应性和鲁棒性。     

Finite-time tracking control and vibration suppression based on the concept of virtual control force for flexible two-link space robot

The dynamic modeling, finite-time trajectory tracking control and vibration suppression of a flexible two-link space robot are studied. Firstly, the dynamic model of the system is established by combining Lagrange method with assumed mode method. In order to ensure that the base attitude and the joints of space robot can reach the desired positions within a limited time, a non-singular fast terminal sliding mode (NFTSM) controller is designed, which realizes the finite-time convergence of the trajectory tracking errors. Subsequently, for the sake of suppressing the vibrations of flexible links, a hybrid tra-jectory based on the concept of the virtual control force is developed, which can reflect the flexible modes and the trajectory tracking errors simultaneously. By modifying the original control scheme, a NFTSM hybrid controller is proposed. The hybrid control scheme can not only realized attitude stabili-zation and trajectory tracking of joints in finite time, but also provide a new method of vibration sup-pression. The simulation results verify the effectiveness of the designed hybrid control strategy.     

未知非线性系统的神经网络建模与控制仿真研究

针对一类未知非线性系统的建模与控制问题,采用基于神经网络的多步预测控制算法进行了仿真研究,仿真对象选取控制工程界常用的单摆试验装置.该算法的实现步骤为:获取系统开环试验数据;辨识神经网络正向动态模型;设计非线性优化控制律.仿真研究结果表明,所提出的建模与控制方法是有效的.