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  • 简介:将同伦理论和参数变换技术相结合提出了可适用于求解非线性动力系统响应的新方法,即PE-HAM方法(基于参数展开的同伦分析技术).其主要思想通过构造合适的同伦映射,将非线性动力系统的求解问题,转化为线性微分方程组的求解问题,然后借助于参数展开技术消除长期项,进而得到系统的解析近似解.为了检验所提方法的有效,研究了具有精确周期的保守Duffing系统的响应,求出了其解析的近似解表达式.在与精确周期的比较中,可以得出:在非线性强度α很大,甚至在α→∞时,近似解的周期与原系统精确周期的误差也只有2.17%.数值模拟结果说明了新方法的有效.

  • 标签: 系统响应 DUFFING系统 非线性动力系统 线性微分方程组 求解问题 非线性强度
  • 简介:针对结构动力方程转化为状态空间方程后矩阵维数增加而导致计算量增大的问题,考虑状态空间方程中所含外部荷载的特点,提出了新的改进精细直接积分法.给出了利用梯形公式、复化梯形公式、辛普生公式、复化辛普生公式、科特斯公式、高斯公式计算杜哈姆积分时的计算格式,分析了不同计算格式下的计算精度和计算效率.数值算例表明本文改进方法的正确

  • 标签: 结构动力方程 直接积分 分块计算 精细积分 改进方法
  • 简介:对于大型二维稳态声场问题,本文提出了基于间接Trefftz方法的波数法.在该方法中,声压响应解用组精确满足Helmholtz控制方程的波函数通解和由外部激励在自由空间产生的特解来近似表示.通过在边界上采用加权余量法得到各个波函数的系数,从而得到所求声场的声压响应.个60m×40m的大型声场算例表明,得到相同精度和收敛的结果时,波数法比BEM所需的自由度少.

  • 标签: 加权余量法 声学 Trefftz方法 BEM
  • 简介:提出新的类Lorenz系统,它具有三维二次型的自治常微分方程组形式.理论分析中,应用Lyapunov判定方法研究了系统平衡点的稳定性.在此基础之上,数值仿真表明,文中所考查的动力学系统具有极其丰富的动力学现象,包括混沌和多种形式的周期运动形式.文中还分析了两个重要参数对系统稳定性的影响,并通过构建个受控系统分析了系统混沌吸引子的形成机制.

  • 标签: 类LORENZ系统 混沌 形成机制 稳定性
  • 简介:研究了含有绝对值项的三维微分动力系统,用李雅普诺夫方法得到了系统发生第次Hopf分岔的条件.利用相轨迹图、分岔图、最大李雅普诺夫指数谱非线性动力学分析方法,分析了该系统从规则运动转化到混沌运动的规律.该系统按照Feigenbaum途径(倍周期分岔)通向混沌的,在混沌区域存在周期窗口.当参数达到激变临界点时,混沌吸引子和不稳周期轨道在吸引子边界上碰撞,发生边界激变,激变临界值的领域内还存在相对长时间的瞬态混沌过程.

  • 标签: 带绝对值项系统 分岔 激变 混沌 倍周期分岔
  • 简介:建立了道路岔口处车辆分流时的流体力学格子模型.推导出了该模型的线性稳定性条件.通过非线性稳定性分析得到MKdV方程,进而可用MKdV方程的扭结.反扭结解去描述交通阻塞现象.结果显示:主干道车辆换道率的增加能够使共存曲线下降,从而起到提高主干道车流的稳定性的作用.

  • 标签: 交通流格子模型 岔路口 分流 MKDV方程 孤立波
  • 简介:基于压电效应设计了包含屈曲梁、质量块和非线性弹簧的新型压电俘能器结构,并对其进行了振动响应分析.首先基于Euler—Bernoulli梁理论,利用Hamihon原理建立了压电俘能器结构的非线性动力学方程,通过Galerkin离散后数值分析了结构参数对系统阶固有频率的影响;进步利用多尺度法对系统进行摄动分析,研究了系统的稳态幅频特性,数值分析了各系数对幅频响应曲线的影响,结果表明该结构在简谐激励作用下会存在多种跳跃现象;最后数值分析了压电俘能器的发电性能,讨论了激励幅值和初始静挠度对发电电压的影响.

  • 标签: 能量采集 屈曲梁-质量-弹簧系统 幅频特性 非线性振动
  • 简介:本文利用基于线性系统稳定性准则的SC混沌比例投影同步方法,提出全新的多进制数字信息混沌保密通信方案.将多进制数字信号调制到发送端系统的雅克比矩阵和比例因子中,然后在接收端构造的子系统中判断并解调出数字信号.以传输10进制数字信息为例,利用Lorenz混沌吸引子进行数值模拟仿真,详细分析了通信过程中数字信息的同步、安全以及解码精度.仿真结果和数值分析证明了该多进制数字信息混沌调制方案的正确和有效.

  • 标签: 保密通信 混沌调制 数字信息 投影同步 雅克比矩阵
  • 简介:工程中存在着大量的具有迟滞非线性恢复力的结构与构件,但迟滞非线性系统既是非线性的,又是非解析的,造成其参数识别十分困难,阻碍了迟滞非线性模型在工程中的应用.本文提出了基于小生境遗传算法的迟滞非线性系统参数识别方法,该方法在遗传算法中引入了新的参数——个体活动半径.利用本算法对木结构剪力墙的BW模型参数进行识别,识别结果误差较小,验证了算法的有效

  • 标签: 迟滞非线性系统 参数识别 遗传算法 小生境 工程力学
  • 简介:针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的个关键问题准确地观测转子磁链.提出了以异步电机在两相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号的设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.

  • 标签: 异步电机 转子磁链 滑模观测器
  • 简介:非线性系统经引入参数变换,并在定的假设条件下,可转化为弱非线性系统.将其解展成为改进的傅立叶级数后,利用参数待定法可方便地求出非线性系统的共振周期解.研究了Duffing方程的主共振、VanderPol方程的3次超谐共振和VanderPol-Mathieu方程的1/2亚谐共振周期解.这些例子表明近似解与数值解非常吻合。

  • 标签: 非线性系统 共振 参数变换 傅立叶级数 渐近法
  • 简介:矿井提升机在提升重物的过程中,由于质量和刚度的变化引起的系统固有频率十分缓慢的变化,因此考虑钢绳质量的矿井提升机系统个慢变参数振动系统.本文首先应用Kuzmak-Luke的多尺度法得到有般非线性弹性力的非线性振动系统解的周期条件及用Jacobi椭圆函数表示的平方非线性振动和立方非线性振动的首阶渐近解.其次,将得到的结果分别应用于有平方、立方非线性弹性力的质量慢变的矿井提升系统.最后,将理论结果应用于某个矿井提升系统,应用算例的渐近解和数值解的比较表明本方法有效的.

  • 标签: 非线性振动 矿井提升系统 多尺度法 慢变参数
  • 简介:基于改进的KBM法,研究了非线性多自由度自治系统的内共振.求出了极限环的振幅和近似解的表达式.与KBM法比较,该方法的特点:近似解中包含项中的不再时间的线性函数,而是时间的非线性函数,它能提高近似解的精度,且应用更广,最后给出个具体实例,得到了近似解以及相图.和数值结果比较,本文方法具有较高的精度.

  • 标签: 强非线性多自由度自治系统 内共振 近似解
  • 简介:利用加掩盖和函数调制两混沌加密方式对模拟信号进行加密,分别从幅值和频率两方面分析加掩盖方式和函数调制方式,对比两加密方式加密效果,了解两加密方式的差异.计算结果表明:函数调制方式在幅值和频率的范围上都好于加掩盖方式的幅值和频率范围,函数调制方式比加掩盖方式更具安全

  • 标签: 混沌加密 加性掩盖 函数调制 模拟信号
  • 简介:提出了非线性多自由度系统的新的参数识别方法,研究了二次非线性的2-自由度系统.基于保守系统存在能量积分的特点,由系统的运动微分方程导出了哈密尔顿函数,并用它作为参数识别的数学模型.利用系统自由振荡条件下相坐标测量值集合对系统的哈密尔顿函数进行拟合,并用最小二乘法进行参数识别.不管系统非线性度的强弱如何,只要系统保守的,这种方法就有效.

  • 标签: 非线性多自由度系统 参数识别 哈密尔顿函数
  • 简介:同时考虑阻尼对响应频率和相位的影响,引入简单的变换,将有阻尼Duffing系统进行重写,得到的新系统在使用MLP方法的参数变换中,待定参数不受初始条件的影响,直接应用MLP方法有效的推导出受简谐激励作用下的含有阻尼的非线性Duffing系统主共振和1/3亚谐共振的分岔响应方程.首次将MLP方法直接应用于含有阻尼的Duffing系统,极大的推广了MLP方法的应用范围,并对退化为无阻尼系统的结果与现有文献结果相比较,得到满意的结论.

  • 标签: 强非线性 DUFFING系统 MLP方法
  • 简介:将参数变换法和随机多尺度法结合起来,研究窄带随机噪声激励下非线性Duffing-Rayleigh振子的响应及稳定性问题.首先借助参数变换思想引入小参数,然后用多尺度法分离了系统的快变量,最后由摄动法和矩方程法得到了系统的稳态响应.并利用Routh-Hurwitz准则得到了稳态解稳定的充要条件.理论分析与数值计算表明:在定条件下,系统存在两个稳定的稳态解.数值模拟的结果表明:参数变换法结合随机多尺度法研究非线性随机系统的响应、稳定性问题有效的.

  • 标签: 强非线性随机系统 多尺度法 Routh-Hurwitz准则 Duffing-Rayleigh振子 参数变换 窄带随机噪声
  • 简介:基于Poincaré映射方法对类两自由度碰撞系统进行研究.经过详细的理论演算得到单碰周期1/n的亚谐周期运动的存在判据,并能精确地找到亚谐周期运动的初始位置.表明碰振系统的周期运动研究可以通过解析与数值方法的结合去实现.数值模拟表明了亚谐周期运动的存在判据的正确,并通过计算Jacobi矩阵的特征值可判断周期运动的稳定性及分岔.

  • 标签: 碰撞系统 亚谐运动 POINCARÉ映射 稳定性
  • 简介:基于两齿轮碰撞模型进行数值和实验的研究比较:(1)含啮合间隙的刚性碰撞齿轮系统,假设轮齿间的碰撞在瞬间完成,边界为刚性;(2)含弹性约束和啮合间隙的弹性碰撞齿轮系统,空隙范围内部齿轮自由运动,边界为弹性,用无质量弹簧阻尼器描述.文中主要通过实验研究对两齿轮接触模型的动力学响应进行分析比较:首先用实验结果验证数值仿真的正确,之后对两不同的齿轮传动系统在不同参数下的实验数据和仿真结果分别进行比较,并对两不同的齿轮传动系统所展现的复杂动力学现象进行分析.

  • 标签: 齿轮传动 碰撞 实验 频谱