液舱晃荡对潜艇系泊系统稳定性的影响

液舱内自由液面的晃荡会影响船艇的稳定性。引入混合系统理论,对液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统进行了分析,介绍了判断混合系统稳定性的Lyapunov指数判据。针对一类典型的潜艇系泊方式,建立了晃荡影响下的系泊潜艇横荡运动刚性碰撞模型。基于该模型对系统进行数值仿真,研究了晃荡流体对系泊潜艇稳定性的影响。结果表明,液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统具有阶跃特性和强烈的非线性特征,用混合系统可以有效描述系泊系统的连续运动和状态跃变,从而验证了这种方法的可行性。     

导弹攻防战中的军用卫星系统信息保障能力分析研究

本文以军用卫星系统在导弹攻防战中的信息保障为例 ,利用系统动力学理论和方法建立了军用卫星系统信息保障能力分析的影响图模型 ,利用非线性微分方程稳定性理论对模型进行了定性分析 ,充分论证了军用卫星系统信息支援保障的兵力倍增作用。     

一类具有时滞的病毒感染动力学模型的稳定性和Hopf分支

研究一类具有时滞的病毒感染动力学模型。通过分析特征方程，讨论了系统各个平衡点的局部稳定性，得出了系统Hopf分支存在的充分条件。通过比较定理证明了未感染平衡点的全局稳定性。最后对所得理论结果进行了数值模拟。     

指数稳定的一个充要条件

利用微分方程稳定性理论,采用李雅普诺夫直接法研究了一般时变系统的指数稳定性问题,找到了一个指数稳定的充要条件;并给出了线性系统情形下的一个简明推论。     

系统仿真中的模型校核问题

分析了由模型到仿真程序的问题的基本原因,指出了模型校核的必要性。对模型校核中的稳定性问题、系统状态不连贯问题和代数环问题进行了阐述和分析。针对一个二阶线性连续系统模型的离散化,通过模型校核,发现了隐含其中的稳定性问题,进而指出了相关稳定性理论在应用上的局限性,给出了解决此稳定性问题的方法,并最终通过模型校核,确认了该解决方法的有效,从而保证了对该二阶连续系统的精确的离散化。     

作战指挥系统稳定性分析

稳定性是作战指挥系统的核心,根据指挥系统稳定性的内涵及影响因素,运用概率论和信息熵方面的理论对指挥稳定性指标进行建模.分析了系统可用性、可信性和信息能力三个方面的影响指标,并建立了相应的评估模型.在模型分析基础上,提出了提高指挥系统稳定性的应对措施,为指挥员提高信息化条件下作战能力,保持指挥稳定性提供了理论参考依据,对提高作战指挥效能也具有很好的参考价值.     

Froude摆系统的全局有限时间同步

基于广义线性状态误差反馈控制器,构造了2个Froude摆系统的主从有限时间同步框架,并将2个Froude摆系统的全局有限时间同步问题转化为主-从系统的误差系统的全局有限时间稳定性问题;然后,应用有限时间稳定性理论证明了2个Froude摆系统实现全局有限时间同步的判据并进行了优化,同时估算了同步时间;最后,通过计算机仿真验证了所得判据的有效性。     

基于群集的多机器人编队控制

利用图论表示机器人编队模型,用改进的邻接矩阵表示机器人之间的位置关系,用人工势场法对多机器人编队群集运动进行控制,改进的控制律可以使多机器人达到希望的队形,并共同以预定的速度行进。然后用李亚普诺夫稳定性理论进行分析,得出在此控制律下的多机器人系统可以进行稳定的编队群集运动。     

一类具有时滞和阶段结构的SI传染病模型的稳定性分析

研究一类具有时滞和阶段结构的SI传染病模型。讨论了系统平衡点的存在性和局部稳定性，并讨论了无病平衡点和地方病平衡点的全局稳定性。最后对所得理论结果进行了数值模拟。     

数字化炮兵作战能力评价

为了正确评估数字化炮兵作战能力,运用复杂系统理论,建立了数字化炮兵作战系统层次结构模型,并将原层次分析法中判断矩阵一致性检验和计算各要素权重转化为非线性优化问题,用一种通用的全局优化算法-加速遗传算法进行求解,最后引入相关算例.通过对比评价结果,说明该方法增强了评价的稳定性和准确性,并且易于计算机编程实现,应用更加简便.     

液体火箭发动机离心式喷嘴振荡喷雾特性现状和发展趋势

为加深对振荡喷雾的雾化特性及其与不稳定燃烧的关系的认识,针对低温推进剂液体火箭发动机中广泛应用的气液同轴离心式喷嘴和液液同轴离心式喷嘴,从受激振荡、自激振荡以及喷雾振荡与燃烧稳定性三个方面对研究现状进展进行了综述,总结了以往研究中的成果以及需要克服的关键技术难题,以加深对振荡喷雾及其与燃烧稳定性关系的认识。通过综述可知：对于受激振荡,对于常温常压条件下的供应系统流量振荡引起的前端压力振荡的研究比较充分,但缺少对燃烧室压力变化引起的反压振荡的研究以及超临界条件下喷雾受激振荡的研究;对于自激振荡,研究主要集中在液体中心型同轴离心喷嘴,对于气体中心型同轴离心喷嘴和液液同轴离心喷嘴的研究还较少;光学诊断技术仍难以提取单一的燃烧流场信息。     

Van der Pol-Duffing系统的非共振Hopf分叉

用多尺度法求出了系统的一次近似平均方程和极坐标形成的分叉响应方程。研究了系统非共振情况下的平衡点性质和Hopf分叉,讨论了零解和极限环的稳定性     

实际复摆的非线性振荡系统

本文建立了实际复摆振荡系统的非线性模型,并用一阶谐波平衡法导出各种特征状态函数,从而分析计算定常周期及其运动稳定性、稳定分支振荡的跳跃特性和最大振幅特性。本文利用可控力矩激振装置成功地实现了复摆的强迫振荡实验。实例表明不仅能准确地辩识实际复摆非线性模型的参数,而且实测到复摆的稳定分支振荡和跳跃现象,从而实验验证了实际复摆非线性振荡的理论分析。     

绳系拖曳离轨过程中基于系绳张力的摆动抑制策略研究

绳系拖曳离轨过程,系统运行于非开普勒轨道,系绳摆动呈现复杂的动力学特性,大幅度的系绳摆动会引起拖船的扰动,进而影响整个系统的稳定,因此如何抑制系绳摆动是拖曳离轨任务的一个关键问题。本文以周向常值连续小推力作用下的绳系拖曳离轨为背景,针对离轨过程中的系绳摆动抑制问题,首先建立了系统质心轨道动力学方程及系绳摆动动力学方程,分析了无系绳收放控制时的系绳摆动特性以及系绳收放对系绳摆动的作用效果,然后构造了使系绳摆动衰减的期望绳长收放速率并设计了系绳张力控制律。仿真结果表明：无系绳收放控制时,系绳摆动表现为平衡位置附近的周期性往复运动;张力控制连续平滑,很好地实现了系绳实际长度对期望长度的跟踪,同时有效地抑制了离轨过程中的系绳摆动。     

阻尼的非线性最小二乘滤波算法

为提高在弱可观测条件下滤波器的稳定性,本文把非线性优化方法应用于递推滤波,形成了阻尼的最小二乘迭代滤波算法。同时还得出了该方法的信息平方根滤波形式。     

A passive method to stabilize an airborne vehicle

A method of augmenting an airborne vehicle for short-period dynamics and stability by passive means is presented in this study. A trajectory-phase disturbance rejection capability is achieved for an unguided fin-stabilized vehicle by flexible mounting of the fins to the vehicle body. The deflecting fins lag the body oscillation such that the harmonic oscillation can be quickly dampened. The amount of fin deflection may be chosen by a hinge-line location; among other things, the vehicle damping behaviour is largely determined by this choice. Linear theory is applied and 6-DOF simulations are carried out to demonstrate the approach suitability for the task.     

微陀螺闭环驱动方法

为了获得最佳的驱动效率,采用相位控制技术设计了微陀螺谐振环路,使微陀螺产生驱动模态谐振.为了提高微陀螺的稳定性,设计了ITAE性能指标最优的PID控制器,使微陀螺驱动轴振动幅值保持恒定.闭环驱动电路的测试结果表明,谐振环路振荡频率与驱动模态频率非常接近,采用PID控制器后,在一40℃～80℃范围内,微陀螺驱动轴振动幅值的变化仅为0.1%,振动幅值稳定性有显著改善.     

黏弹性基底上阻尼碳纳米管的动力学特性

采用欧拉梁模型建立了有阻尼碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题分析模型。通过引入非局部理论、广义Maxwell黏弹性模型、速度相依的外阻尼模型及黏弹性基底模型推导出碳纳米管动力学分析的欧拉梁振动控制方程。在Kelvin-Voigt黏弹性模型基础上,分别给出无基底和全基底支撑时碳纳米管固有频率的一般解析表达式,并分析讨论全基底时的多种典型情况。然后利用传递函数方法求解出一般边界条件下振动控制方程的封闭解。以某单壁碳纳米管为例,得到不同边界条件下该单壁碳纳米管的前四阶固有频率,并分析了碳纳米管非局部参数、黏弹性参数、基底刚度及长度等影响因素对固有频率和阻尼因子的影响情况。结果表明,文中所建的动力学分析模型及计算方法对解决碳纳米管在黏弹性基底上的动力学问题准确有效。     

制氢过程中一氧化碳氧化反应速率控制的平滑切换方法

铂族金属催化剂CO氧化过程呈现较为复杂的本质非线性属性,如反应速率突变、双稳定性和迟滞,这些本质非线性属性取决于化学反应内在的稳定性和自组织机制,所产生的一个外在结果是CO氧化反应速率与控制参数之间呈现出路径依赖的输入输出关系。对这类系统采用传统的线性控制方法具有固有的不稳定机制,可以导致化学反应速率的震荡以及控制系统的失稳;而采用常规非线性切换控制则面临在切换初始时刻所具有的大干扰问题,较大地影响控制系统的动态性能甚至稳定性。针对研究所面临的这种大干扰问题,提出基于积分初值重置的平滑切换控制方法予以解决。结果表明,所提出的方法能够从原理上解决CO氧化反应控制过程的平滑切换问题,较好地提高控制系统的动态性能。     

绳系拖曳离轨过程中的摆动抑制策略

以周向常值连续小推力作用下的绳系拖曳离轨为背景,针对离轨过程中的系绳摆动抑制问题,建立了系统质心轨道动力学方程及系绳摆动动力学方程,分析了无系绳收放控制时的系绳摆动特性以及系绳收放对系绳摆动的作用效果,构造了使系绳摆动衰减的期望绳长收放速率并设计了系绳张力控制律。仿真结果表明:无系绳收放控制时,系绳摆动表现为平衡位置附近的周期性往复运动;张力控制连续平滑,很好地实现了系绳实际长度对期望长度的跟踪,同时有效地抑制了离轨过程中的系绳摆动。