简介：提出了一个馈能式主动控制系统的设计方案,首先给出了一种馈能式主动控制的电机作动器的驱动方式,使得作动器能够在三种工作模式下进行功能切换.其次,分析了三种模式的工作时间比与能量平衡之间的关系,给出了能够实现能量平衡的基本条件,并得到了系统达到能量平衡的条件.最后,通过一个馈能式主动控制系统设计的算例验证了方法的可行性.仿真结果表明,该主动控制系统能够有效降低振动激励的干扰,并且能够达到能量平衡,即不需要外部的能量供给.

简介：针对磁悬浮飞轮储能系统的“磁悬浮飞轮一发电机”机电耦合非线性动力学特性进行研究．通过推导磁悬浮飞轮储能系统在偏心条件下的动能、势能、发电机系统的磁场能以及系统的耗散函数，由Lagrange—Maxwell方程建立磁悬浮飞轮系统和两相四极永磁发电机系统的机电耦合动力学方程．采用数值法对0．6MW磁悬浮飞轮储能系统进行了仿真分析，研究结果表明，系统机电耦合非线性方程存在稳定的与转速同频的基频和三倍频周期运动解，且基频振动幅值比三倍频振动幅值大．对于稳定的磁悬浮储能飞轮机电耦合系统，飞轮转速增大，或磁轴承系统刚度减小或阻尼增大，或磁场能（电枢反应磁场能或永磁励磁磁场能）减小，可使系统的非线性振动幅值减小．而增大磁轴承系统的刚度，或减小磁轴承系统的阻尼，或增大系统的磁场能有可能破坏机电耦合系统的稳定性，使飞轮失稳．

简介：基于压电效应设计了一种包含屈曲梁、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一阶固有频率的影响；进一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．

简介：线弹性静力学中有最小势能原理和最小余能原理,但只适用于物体或结构在给定约束条件下处于稳定平衡状态的情况,而在一般情况下动力学问题不可能存在稳定平衡状态,因此在动力学领域中是否存在最小势能原理值得认真考虑.本文对动力学问题中存在最小势能原理的可能性进行了探讨,并以摆脱了"平衡态"和"稳定态"的限制的最小功耗原理为理论基础,导出了线弹性动力学中的最小势能原理和最小余能原理.给出了计算实例,结果正确.因此在线弹性动力学中存在瞬时意义下的最小势能原理和最小余能原理.但其含义与静力学中的最小势能原理和最小余能原理并不相同.其主要区别在于:动力学中的原理适用于不稳定过程之任一瞬时,其"最小"是指"当时(即该瞬时)所有可能值的最小".而静力学中的最小势能原理则只适用于稳定平衡状态,其"最小"是指系统从不稳定最后达到稳定平衡的整个过程中所有"真实值中的最小".即前者是"当时的最小",后者则是"全过程中的最小".这两类变分原理可成为线弹性动力学中各种变分直接解法的理论基础.

简介：针对传统数值方法求解微分-代数方程过程中经常遇到的违约问题,本文以空间太阳能电站太阳能接收器的简化二维模型为例,采用辛算法模拟了简化模型的展开过程,研究了辛算法在求解过程中约束违约问题.首先,基于Hamilton变分原理,将描述简化二维模型展开过程的Euler-Lagrange方程导入Hamilton体系,建立其Hamilton正则方程;随后,采用s级PRK离散方法离散正则方程,得到其辛格式;最后,采用辛PRK格式模拟太阳能接收器的二维展开过程.模拟结果显示：本文构造的辛PRK格式能够很好地满足系统的位移约束.

简介：本文针对柔性结构在轨组装任务背景,将自动飞船和待运送部件分别简化为中心刚体和柔性梁附件,研究自由漂浮中心刚体-柔性梁系统的动力学与控制问题.首先基于小变形和低转速假设,将梁用假设模态法离散,采用Lagrange方程导出系统动力学方程.继而设计一种带有应变反馈的PD控制律用于完成中心刚体的状态镇定以及柔性梁振动抑制.此外,本文还使用遗传算法对控制器中的参数进行多目标优化.最后,通过数值算例验证了所设计控制器的有效性.

简介：提出一种以广义柔度矩阵为损伤指标,基于量子粒子群优化算法的结构损伤识别方法.该方法根据结构损伤前后广义柔度矩阵差与结构物理参数变化关系,将结构广义柔度矩阵识别问题转化为优化问题,进而采用系统辨识能力较强的量子粒子群优化算法搜索目标函数最优值,从而达到损伤位置和损伤程度同时识别的双重效果.最后通过简支梁数值模拟对该方法的有效性进行了验证.

简介：为了协调高速铁道车辆的运动稳定性与曲线通过性能之间的矛盾，本文采用多目标优化方法对一种高速铁道车辆的关键悬挂参数进行了优化处理．采用多体动力学技术建立了某型高速铁道车辆62个自由度的动力学模型，模型考虑了轮轨接触几何非线性、轮轨蠕滑非线性和阻尼非线性等．采用ADAMS—Matlab联合仿真对车辆悬挂系统进行参数化改造，使弹簧刚度和阻尼系数均可调．采用基于遗传算法的多目标优化方法对悬挂参数进行优化，使车辆模型能同时满足3种动力学指标．对比优化前后模型的动力学性能可以发现：模型的运动稳定性和曲线通过性能得到显著提高，虽然运行平稳性有小幅降低，但仍能保持在优良的工作状态．

简介：利用遗传算法研究了一类切换规则只由状态决定的切换系统的控制器优化设计问题．首先由线性矩阵不等式（LMI）来设计切换控制器，然后应用遗传算法来对切换规则进行优化．优化后的切换规则不仅可保证闭环系统渐近稳定，而且具有良好的动态性能．将本文提出的方法应用在小车倒立摆控制系统上，仿真结果表明了本文设计方法的有效性．

简介：正如傅里叶变换采用正弦基，单频信号能够在频域形成峰值，分数阶Fourier变换采用线性调频基，线性调频（LFM）信号能够在分数阶Fourier域上实现聚焦，利用此聚焦性通过搜索峰值可实现LFM信号检测和参数估计．通常采用步进式搜索方法，效率低下．为了克服该缺点，通过对分数阶Fourier域优化问题本质的研究，将混沌优化算法引入到分数阶Fourier域极值搜索中．仿真结果表明：本文的方法优于传统的步进式搜索法．

简介：结构模态参数的测试是进一步进行结构动力响应计算、结构损伤检测等的重要基础.在线结构的模态参数的测试通常采用环境激励来进行.在采用环境激励的结构动力特性测试中,传感器的布置直接影响测试的结果.采用有限带宽白噪声激励模拟环境激励研究传感器的布置对结构模态参数测试的影响.实验结果表明传感器的不同布置影响结构动力参数的测试结果,优化布置传感器可以提高结构模态参数的测试精度.

简介：研究了采用自适应模糊控制器抑制桁架结构振动时的主动杆数目与位置优化问题．通过定义输入能量相关矩阵优化了主动杆的数目．基于主动杆的控制能量配置准则，给出了主动杆优化配置的模型．研究基于整数编码的遗传算法用于大型离散体中的作动器组合优化问题．最后针对挠性空间智能桁架结构的振动控制仿真，使用基于整数编码的遗传算法（GAs）优化主动杆位置．结果表明对于采用自适应模糊控制律的离散体结构振动控制是行之有效的．

简介：利用多体分析软件ADAMS建立了多自由度汽车整车多体动力学仿真模型，并进一步简化为15自由度非线性模型，结合2自由度线性模型建立PID控制策略，进行了冰面单周正弦工况下的汽车操纵稳定性仿真试验研究，采用自适应模拟退火算法与非线性序列二次规划法相结合的组合优化方法对控制系统的控制参数进行了分析和优化．结果表明，该控制方法能够大幅度提高车辆的操纵稳定性和安全性，能够适应复杂的路面和行驶工况，取得了良好的效果．

简介：为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案（约束法、结合约束法与评价函数法）.基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数（结构柔度与振动频率的函数）,将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.

简介：在辛体系下利用精细积分对矩形波导纵向排列介质层PGB结构进行分析的基础之上，用响应面方法对滤波器进行了优化设计．采用棱单元对波导的横截面进行离散，然后导向哈密顿体系，运用基于黎卡提微分方程的精细积分求出一段介质层和一段空气层的出口刚度阵，再将两区段合并得到一个周期段的出口刚度阵，从而可对所有周期进行合并以对问题求解．在分析的基础上建立了滤波器的优化设计模型，利用响应面方法将目标函数和约束函数近似显式化，运用二次规划法对优化模型进行求解，得到了滤波性能最优的设计参数．算例表明本文方法是可行有效的．

简介：建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计方法．首先考虑自然风的脉动特性，采用Cooper理论和谐波叠加法模拟随车移动点的脉动风速，给出随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法．然后建立高速列车车辆系统动力学模型，计算高速列车的运行安全性，并基于可靠性理论，给出随机风作用下高速列车失效概率的计算方法．在此基础上，以高速列车动力学参数为优化设计变量，以失效概率和轮轴横向力为优化目标，采用多目标遗传算法NSGA—II进行动力学参数的自动寻优，建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计模型．经可靠性优化计算，高速列车的失效概率由原始的0．4884降低为0．1406，轮轴横向力由原始的45．13kN降低为43．01kN．通过优化高速列车动力学参数可以显著改善随机风作用下高速列车的运行安全性．