基于Maxwell迟滞机理的压电驱动器非线性动态建模研究

为了描述压电驱动器迟滞非线性动态特性,首先基于Maxwell迟滞机理,利用Matlab/SIMULINK建立了压电驱动器的迟滞非线性动力学模型;然后,根据压电驱动器工作机理,把压电驱动器机电耦合动力学系统分为等效电气子系统、机械子系统以及非线性迟滞子系统,利用试验的方法获取了Maxwell迟滞模型的参数,并建立了非线性迟滞子系统的输入电压与电荷之间的Maxwell迟滞模型;最后,耦合电气子系统、机械子系统建立了完整的压电驱动器迟滞非线性动态模型。模型计算结果与试验结果的对比表明:该模型误差在5%以内,能够实时准确跟踪驱动器的动态特性。     

金属橡胶-硅橡胶叠层复合阻尼材料性能试验研究

对金属橡胶-硅橡胶叠层复合阻尼材料性能进行试验研究.首先,设计金属橡胶-硅橡胶叠层复合材料阻尼器及试验装置;其次,对阻尼器进行性能试验并获取试验数据.试验研究表明,金属橡胶-硅橡胶叠层复合阻尼材料的性能不仅与振幅有关,还与振动频率有关,具有非线性滞后特性.试验研究为金属-橡胶硅橡胶叠层复合阻尼材料数学建模、参数辨识和动力学设计及优化准备了试验数据,提供了重要依据和奠定了良好基础.     

压电执行器 NLDDS及神经网络非线性建模与控制

本文采用非线性动态数据系统(NLDDS)建模方法和非线性递推最小二乘算法,对具有迟滞非线性特性的压电陶瓷微进给执行器的动态特征进行了建模、预报与控制,并且用人工神经网络对该类系统的建模与控制进行仿真。结果证明上述方法在一定程度上是可行的和有效的。     

钢丝绳弹性联轴器特性建模

提出一个钢丝绳弹性联轴器特性的数学模型,该数学模型能很好地描述钢丝绳弹性联轴器的迟滞非线性特性.分析表明,钢丝绳弹性联轴器具有软刚度和阻尼大的特性,有利于抑制船舶轴系的振动.     

组合金属橡胶隔振系统参数识别

对2块金属橡胶元件组合制备的隔振器进行静动态试验,指出组合隔振器的优点;利用双折线模型描述该非线性迟滞系统的记忆恢复力,并建立该系统的本构关系及参数识别方程;采用给记忆恢复力zs赋初值,再将用最小二乘法识别得到的参数作为初值构造误差函数,利用误差函数把一次刚度和记忆恢复力的参数识别问题转化为函数优化问题的方法,用小生境遗传算法进行优化识别;对该方法进行模拟仿真识别,并对某金属橡胶隔振器进行试验研究.仿真和试验均表明该方法根据系统输入-输出数据来直接识别系统的物理参数,简单可行且精度较高.     

金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器试验建模研究

采用电液伺服材料试验机的位移加载方式，对金属橡胶／橡胶复合叠层耗能器进行动态试验研究，结果表明：耗能器的恢复力同时受频率和振幅的影响具有非线性迟滞特性。在此基础上，结合理论分析建立耗能器的动力学模型，提出一种参数分离识别法，辨识出模型中的未知参数。将辨识结果与试验曲线进行对比，结果表明，所建模型可靠，且参数识别精度能够满足工程应用的要求。     

有压差下全接触刷式密封迟滞特性数值研究

刷式密封迟滞特性引起的泄漏问题、摩擦磨损问题及流动换热问题较为突出。刷式密封迟滞特性数值模型呈现接触对多、刷丝大变形的特点,存在非线性程度较高、收敛性较差的问题。提出了基于有限元软件ABAQUS的刷式密封迟滞特性求解模型,考虑刷丝之间接触、刷丝与背板接触、刷丝与转子之间接触,引入阻尼提高模型收敛性。在数值计算与实验结果、理论计算对比验证的基础上,研究了刷丝自由端长度、刷丝直径、刷丝倾斜角度以及上下游压差对迟滞特性和接触力最大值的影响程度。研究结果表明：随着上下游压差、直径的增大,刷式密封迟滞特性呈现增加的趋势,而刷丝倾角的增加导致迟滞特性呈现递减的趋势,刷丝自由端长度的改变对迟滞特性的影响较小;刷丝直径是影响刷丝与转子之间接触力最大值的主要因素,刷丝倾斜角度对接触力最大值有一定程度影响。上述研究为分析刷式密封迟滞特性提供了理论依据,为降低迟滞特性提供了参考。     

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.     

金属橡胶阻尼板简支结构性能实验研究

采用等效线性化法来分析金属橡胶粘性阻尼双线性迟滞模型,得出了新的等效刚度与阻尼的变化规律,并用金属橡胶阻尼板简支结构谐振实验进行了验证,为金属橡胶材料的运用提供了依据。     

大型复合母排多端口电路仿真模型研究

针对阻感负载模型不能精确反映出吸收电容等缓冲器件对复合母排特性影响的问题,提出了复合母排多端口参数矩阵的建模方法。利用该复合母排多端口电路仿真模型,对并联器件的电流不均度以及吸收电容容值对功率器件过电压性能的影响进行了分析,仿真结果可指导复合母排优化设计及吸收电容的选型。通过对逆变器系统的仿真和试验,对比了中点电流的频谱,验证了复合母排多端口电路仿真模型的有效性。     

基于杂草算法的超磁致伸缩作动器耦合模型识别

考虑磁滞损耗、动态应力等因素的超磁致伸缩作动器磁滞模型可有效揭示电-磁-机-热多场耦合效应,但准确识别其非线性模型往往存在较大困难。智能杂草算法具有激烈的竞争机制和较强的搜索能力,可用于解决作动器多目标物理参数辨识问题。传统算法的种子数量以线性方式产生且分布方差与适应度缺乏联系,极大地影响了算法收敛速度和模型识别精度。为此,提出一种非线性繁殖和分布的混合改进杂草算法,并将其应用于超磁致伸缩作动器模型识别。实验表明:改进算法具有较强的噪声抑制能力,能精确辨识含有噪声扰动的作动器磁滞非线性模型物理参数;模型预测值和实验数据误差较小,所识别参数可使磁滞非线性模型较为全面地描述作动器多场耦合机理和动态特性。     

越野汽车非线性悬架系统建模与仿真研究

针对越野汽车的行驶条件,对传统线性被动悬架、非线性被动悬架和非线性主动悬架的动态特性进行了研究。建立了悬架系统的动力学模型,采用统计线性化方法对非线性弹簧悬架进行求解,利用MATLAB／SIMULlNK工具箱对悬架模型进行了动力学仿真。仿真结果表明：非线性弹簧悬架模型比传统的线性悬架模型更符合越野汽车悬架系统的振动运动,而采用基于线性二次型最优控制方法的主动控制非线性悬架,则能获得更好的行驶平顺性和操纵稳定性。     

多转子-轴承系统虚拟样机建模及仿真

以LMS Virtual.Lab Motion为开发环境建立了某传动箱多转子-轴承系统虚拟样机,导入PRO/E模型文件进行简化,建立实体模型。针对目前所建立的齿轮传动系统虚拟样机过于简化的情况,建立了考虑时变啮合刚度的非线性扭转振动模型。通过组合副和用户自定义程序,实现了齿轮副和轴承端的耦合振动模型。仿真结果表明:通过虚拟样机仿真的方法获得载荷谱是可行的,其可用于深入研究传动箱的振动分析、强度校核和寿命预测。     

冲床连杆瓦隔振有限元分析及降噪实验研究

在冲床连杆瓦背部设置弹性元件,可以显著地降低作用于床身的动载荷,阻止振动向床身传递.为了解隔振对床身动态特性的影响,预测其隔振效果,现运用有限元方法,利用SAP91软件对隔振前后的床身一隔振器系统的模态及动力响应进行分析比较,并对阻尼处理后的连杆瓦减振降噪效果进行了实验研究.     

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。     

Research on modeling of nonlinear vibration isolation system based on Bouc–Wen model

A feedforword neural network of multi-layer topologies for systems with hysteretic nonlinearity is constructed based on Bouc–Wen differential model. It not only reflects the hysteresis force characteristics of the Bouc–Wen model, but also determines its corresponding parameters. The simulation results show that restoring force–displacement curve hysteresis loop is very close to the real curve. The model trained can accurately predict the time response of system. The model is checked under the noise level. The result shows that the model has higher modeling precision, good generalization capability and a certain anti-interference ability.     

基于仿真技术的动力装置优化设计技术研究

针对传统动力装置设计方法中存在计算复杂、动态性能难以计算等问题,提出利用动力装置仿真系统来设计船舶动力装置的方法。首先,利用模块化建模原理建立了动力装置各组成部件的数学模型,然后利用C 语言编写了各模型的仿真程序,并建立了动力装置仿真系统。利用该仿真系统对某型船舶的全燃动力装置进行了详细设计,设计过程及结果表明,采用仿真系统来设计动力装置可以准确计算动力装置的动态性能,同时对动力装置各部件的性能参数进行优化。     

薄壳变速箱壳体动态响应仿真分析与试验验证

在ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）中搭建薄壳箱体的刚柔耦合虚拟仿真模型，进行动态响应仿真分析。在相同试验条件下，搭建薄壳箱体动态响应试验台架，并进行动态振动试验。利用Q-400非接触式测试系统测量台架试验结果。对比仿真分析和试验测量结果，验证了仿真分析模型的准确性和计算结果的可靠性。