含万向铰偏斜轴系的主共振及其稳定性分析

为了揭示含万向铰偏斜转子系统非线性动力学的基本特征,研究了固有结构偏斜与实际误差偏斜共同作用下含万向铰偏斜轴系的扭转振动问题.首先,推导出偏斜转子系统的弱非线性扭转振动方程,利用多尺度法求得其在主共振情形下的周期解,并给出稳态周期解的幅频特性和相频特性关系式;然后,运用李雅普诺夫第一近似稳定性理论,对系统平衡点进行稳定性研究,得到主共振解振幅与相位随调谐参数变化的稳定区与不稳定区;最后,对偏斜轴系中从动轴一端的一阶近似稳定周期运动进行了分析与仿真.研究结果为进一步的分岔与奇异性分析奠定了基础.     

滚动轴承外圈缺陷非线性动力学分析

为揭示故障轴承系统复杂的非线性动力学特征,建立了基于轴承外圈缺陷、接触非线性和间隙非线性的轴承系统非线性动力学微分方程,并采用数值方法对其求解,得到转子系统在不同转速、不同缺陷程度、不同阻尼下的相图、庞加莱图、分岔图等。研究结果表明,转速和缺陷程度是影响轴承系统非线性动力学特性的重要因素,随着转速和缺陷程度的不同,系统会产生周期、拟周期和混沌等多种非线性行为。     

多尺度方法在强非线性系统中应用的一个注释

多尺度法在求解非线性系统时,目前所得到的结果多集中在弱非线性系统上。论文对多尺度法进行了改进。对强非线性杜芬系统进行了变换,得到了强非线性杜芬系统存在3个解的结论,其中大的和小的是稳定的,中间的是不稳定的,物理上实现哪个稳定运动取决于初始条件。     

齿轮混沌动力学特性试验研究

设计了齿轮混沌动力学特性试验台架,应用非线性时间序列分析方法对采集的数据进行了分析,提取了信号的特征指数.试验表明,齿轮处于混沌振动状态.在有润滑的情况下,混沌振动信号的吸引子结构比干摩擦情况的吸引子更加复杂.     

三自由度弹性碰撞系统周期运动的倍化分岔

基于非线性理论,建立了三自由度分段弹性移动碰撞面系统模型。首先,研究了该情况下系统周期运动的倍化分岔和混沌等非线性行为,求出了系统碰撞前后的切换矩阵,并使用得到的切换矩阵结合光滑系统的Floquet理论确定了该非光滑系统周期运动发生倍化分岔的条件;然后,通过在碰撞面处建立Poincaré映射,用数值方法进一步揭示了该系统周期运动经倍化分岔通向混沌的过程。结果表明:当旋转频率接近临界分岔点时,有1个Floquet特征乘子接近-1,系统发生周期倍化分岔;随着旋转频率的增加,系统经历了多周期、混沌等复杂的非线性行为。该研究结果可为大型高速旋转机械的安全稳定运行提供可靠的设计与故障诊断依据,也为其实际设计提供了理论指导和技术支持。     

波纹度故障下低压转子系统的非线性动力学研究

针对转子系统存在滚动轴承波纹度故障的问题,以某船用燃气轮机低压转子系统为研究对象,建立了轴承波纹度故障下的双跨三支承滚动轴承转子系统的动力学模型,并采用龙格库塔法对该系统的运动微分方程进行数值求解,研究了波纹度最大幅值和波纹度个数对系统的非线性动力学特性影响规律。结果表明:随着波纹度最大幅值的变化,系统逐渐进行周期四、周期二、一个混沌域和拟周期运动;当波纹度个数远小于或远大于滚动体个数时,系统进行单周期运动,当波纹度个数接近滚动体个数时,系统进行拟周期运动,特别是当波纹度个数是滚动体个数的整数倍时,系统的非线性动力学特性变得十分复杂。研究结果可以为滚动轴承的故障诊断提供一定的理论依据,降低轴承波纹度对低压转子系统非线性动力学特性的不良影响。     

鱼雷非线性控制系统的研究进展与展望

鱼雷在作空间运动时是一个复杂的动力学系统,其动力学行为有很强的非线性．文章综述了鱼雷非线性控制系统的研究进展,探讨了其今后的发展方向,揭示了现代微分动力系统理论在鱼雷非线性系统及控制领域的应用前景．     

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。     

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。     

风作用下缆船拖带非线性系统运动数值模拟

基于船舶操纵性运动方程和拖缆的三维动力学运动方程,提出了被拖点位置匹配的方法,建立了拖船—拖缆—被拖船系统的非线性整体拖带动力学模型.为了考察被拖船航向稳定性与横向稳性的关系以及风载荷作用的影响,被拖船采用水平面四自由度运动方程,并引入了风的作用力和力矩.拖船采用PD控制方法较真实地模拟了拖船航向改变的运动过程.对一个拖船—拖缆—被拖船系统(5 000 t的拖船和3 000 t的被拖船)在时域内进行了风作用下拖带运动的模拟.计算结果表明,风力增大拖带航向稳定性降低,拖带航向稳定是横向稳的必要条件.数值计算结果归纳出判别被拖带船航向稳定性的极坐标图,该极坐标图表明顶风航行较顺风具有较强拖带航向稳定能力,但是拖带航向稳定性区域很小,而顺风和顺斜风拖带比顶斜风具有更大的拖带航向稳定性区域.     

基于滑模控制的某型起落架落震联合仿真

飞机起落架是飞机起落的安全保证。给出了在ADAMS/Aircraft中建立某型飞机起落架的虚拟样机模型,设计并实现基于磁流变液的飞机起落架滑模缓冲控制算法,通过MATLAB/Simulink和ADAMS完成了该型飞机起落架着陆缓冲联合仿真分析。经过联合仿真得到缓冲器的位移-时间曲线,速度-时间曲线,阻尼力-时间曲线等特性数据,通过与被动式起落架的缓冲性能进行比较,验证了设计的滑模控制算法能够有效提高飞机起落架着陆缓冲性能。     

基于DOB和二自由度控制器的某火炮稳定控制系统设计

火炮稳定控制系统性能会受到如路况、火炮射击时产生的冲击力矩等外部扰动以及摩擦力矩变化、测量噪声、转动惯量变化等内部参数摄动的影响。针对此问题,引入一种DOB观测器和二自由度控制算法,来减少摩擦对系统性能的影响,提高系统对载体扰动的隔离能力。仿真和实验结果表明,所提出的算法可以有效提高系统的稳定精度和速度伺服性能。     

坦克火控系统误差分析及仿真系统设计与实现

分析了坦克火控系统的误差源,并以误差分析问题为背景,设计并实现了一个仿真平台,并将其应用于火控系统设计过程中,为精度分配算法提供支持.仿真系统应用火控系统的基本数学模型,通过模拟实际射击来获得火控系统输入误差与输出误差的传递关系,以此分析各误差源对系统精度影响的敏感程度,帮助设计者选择影响较为显著的误差源来进行修正,从而获得较高的系统精度.     

基于卡尔曼滤波的反舰导弹火控数据处理

在舰载反舰导弹火控系统的数据处理中,由于量测数据受到不同程度的噪声影响,不能将得到的数据直接参与导弹射击方程的运算,必须通过对观测设备提供的数据进行卡尔曼滤波处理,为了保证获取处理数据既具有较高的精度又具有较好的稳定性,还要具有较好的时效性,因此通过采用自适应卡尔曼滤波算法,极大地提高了系统数据处理的效果,获得了较理想的反舰导弹火控系统导弹射击参数.     

齿轮啮合温升模型建立及仿真研究

借助动力学仿真软件ADAMS,建立了齿轮啮合传动仿真模型。提出了一种计算高速齿轮传动轮齿瞬现温升的方法,基于齿轮啮合原理和M atlab计算软件平台,建立了轮齿瞬现温升计算模型。实现了完整齿面各啮合点切向速度、摩擦系数、接触带半宽和法向载荷等参数的计算。运用B lock接触温度准则,得出齿轮各啮合点瞬现温升及接触温度变化的仿真分析结果,为齿轮传动结构的合理优化设计提供科学依据。     

多站时差定位中的病态性分析及其改善方法

在多站时差定位过程中,传统定位算法在传感器布站不合理的情况下通常会表现出明显的病态性,其导致定位结果不稳定、精度低。针对此问题,首先分析了时差定位过程中病态性产生的物理场景,并通过奇异值分解揭示了病态性的本质;其次根据时差定位观测矩阵的特征值分布特点,提出了一种改进的多站时差定位改善方法,该方法基于LS估计信息矩阵的条件指标进行奇异值修正,兼顾了目标定位的分辨率与方差,能显著提高多站时差目标定位的精度和稳定性,且没有增加系统和算法复杂度;最后将该算法与传统算法进行了仿真比较,结果证明了该算法优越性。     

随机共振在微弱信号检测中的数值仿真

对基于非线性双稳系统随机共振的微弱信号检测技术进行数值研究,利用随机共振机制,浸入在噪声中的微弱信号可以得到有效的放大与增强。给出了基于Runge Kutta算法的双稳系统随机共振模型的求解方法,提出了利用随机共振检测微弱非周期信号的一种新思路。数值仿真结果表明,该方法不仅可以检测出强噪声极低频的微弱周期信号,而且可以对非周期信号进行有效的检测。     

高超声速飞行器舵机摩擦的影响及其抑制方法

高超声速飞行器非线性性影响飞行姿态控制,本文在某型轴对称高超声速飞行器滚转通道数学仿真模型的基础上,仿真分析了基于静摩擦+库仑摩擦+黏性摩擦模型的舵机摩擦环节对滚转通道控制的影响,指出该摩擦环节会导致滚转通道振荡,最后提出采用非线性PID控制算法作为舵机控制算法抑制该摩擦环节。仿真结果表明舵机应用该控制算法在不显著改变舵机性能的同时能削弱舵机摩擦环节对飞行控制的影响。     

AT汽车换挡动态过程仿真研究

AT汽车换挡品质的控制主要是对其换挡动态过程的冲击度,滑摩功的控制,在对评价汽车换挡品质的几个主要评价指标:纵向冲击度,滑摩功以及滑摩时间进行分析的基础上,建立了自动变速汽车换挡过程动力学仿真模型,主要是基于多体动力学原理而建立了详细的行星变速箱模型,包括2个行星排和4个换挡离合器子模型.利用该模型,通过模拟2挡换3挡的动力学过程,分析了不同离合器结合压力对汽车冲击度,滑摩功的影响,这对AT汽车换挡品质的控制具有指导意义.