刚柔耦合二级运动调整系统动力学模型

安装在悬挂馈源舱内的Stewart平台作为馈源位姿精调系统与舱索粗调系统一起构成了大型射电望远镜馈源位姿的二级耦合调整系统．综合柔性悬索系统的非线性有限元结构动力学方程和刚性Stewart平台的多体系统动力学方程，构造了悬索粗调系统与Stewart平台精调系统的刚柔耦合动力学模型，找到了分析动力学耦合问题的有效方法．通过对LT50m缩比模型的仿真分析，模拟了馈源舱对Stewart平台扰动的响应，并由实验进行了验证．     

升船机承船厢水体参激振动的耦合分析

根据流体力学势流理论,建立了三峡升船机承船厢悬挂系统刚性竖直振动与水体参激振动的偏微分方程,并转化为一组8变量非线性常微分方程组.采用龙格库塔法,对正常工况和紧急制动工况进行了数值仿真,分析了水体参激振动及承船厢悬挂系统刚性竖直振动的稳定性.将动力学系统线性化后,其数值计算结果与非线性系统的计算结果相差甚微.     

弱非线性系统的辨识方法

汽车前轮的独立悬挂系统是由摆臂机构、扭杆弹簧、阻尼器和悬挂质量组成的非线性系统。它是含有刚度非线性和阻尼非线性的弱非线性系统。本文介绍这种系统的频响函数测量和在随机激励下的平均线性化方法。作者分析了这个振动系统的超低频特性,给出了在不同激励信号电平下测得的频响函数曲线和平均次数之间的关系以及模态参数辨识结果。     

刚体-附件耦合系统热-动力学稳定性分析

根据卫星的结构特点将之简化为刚体-附件耦合系统.在突加热流作用下,该系统存在两重耦合影响：附件结构的非线性瞬态温度场与舱体刚体转动和附件结构变形之间的相互耦合影响;卫星舱体刚体运动和附件振动之间的相互耦合影响,因此该系统具有高度非线性.针对该耦合系统,以有限元法为研究手段,分析了系统的热诱发振动响应和运动稳定性问题,发展了一套高效、可靠和实用的分析方法.所提出方法的可靠性得到了简单系统理论解的验证,可为卫星系统的设计提供有益的参考.     

大型球面天线线馈源结构光机电综合设计研究

结合球面望远镜线馈源结构的特点,提出了一种球面望远镜线馈源结构的光机电一体化设计新方案,并对悬索结构的非线性静动力分析进行了初步探索．     

悬挂式重力补偿系统精密跟踪方法

介绍了一种用于研究空间机器人微重力条件下的工作特性的悬挂系统——悬挂式重力补偿系统,并给出了悬挂模块的动力学模型.通过数值求解与仿真,运用非线性规化求出了一定条件下的最优控制参数;用正交试验寻优、基于时间最优控制的试凑法证明了优化模型的解正确性.该研究为空间机器人地面试验系统模拟微重力环境下精密跟踪运动提供了最优控制方法.     

索系馈源舱闭环运动索长解算的研究

对索系拖动馈源舱做实时跟踪观测天体的运动进行闭环控制时，研究了馈源舱位于理论规划的位姿和位于实际位姿时所对应的各根索长的解算问题，为实现闭环控制算法提供了重要的数据，由于馈源舱运动缓慢，故可以对馈源舱位于不同位姿时用非线性静力分析求解出索长，而馈源舱的位姿可以用测量仪器测量得到。     

巨型柔性Stewart平台极限工作位置的确定

针对大射电天文望远镜中馈源系统的柔索结构及其运动规律,提出了巨型柔性Stewart平台的概念,重点论述了柔性悬索虚牵的问题并给出了准则。在此基础上,提出了应用馈源舱的非线性静力平衡方程,确定巨型柔性Stewart平台工作位置及最大工作角度的算法。并应用该算法对大射电天文望远镜馈源系统极限工作位置的最大工作角度进行了分析。不但使该系统实现平稳控制成为可能,而且为高精度的大射电天文望远镜提供了必要的设计参数。     

具有悬挂质量结构体系地震效应分析

推导了具有悬挂质量的结构体系的地震反应动力方程,方程中考虑了悬挂质量的晃动离心力对主体结构体系的动力影响.对具有悬挂质量的换流站阀厅结构体系,在不同峰值和不同场地地震波作用下,分别进行了非线性动力时程分析.根据分析结果,对具有悬挂质量结构体系的地震作用效应、悬索的拉力等问题进行了探讨,为具有悬挂质量结构体系的抗震设计提供依据.     

基于油气悬挂系统的1/4车数学模型与仿真研究

建立了汽车油气悬挂系统非线性数学模型和1／4车数学模型，应用Matlab软件编制了计算机仿真程序，利用仿真程序得到了悬挂系统受力，悬挂质量、非悬挂质量和座椅的振动加速度，车轮动载、悬挂动行程等参数，为对汽车机平顺性、行驶安全性进行评价奠定了基础。     

机载雷达舱瞬态温度场的数值模拟

针对机载雷达舱瞬态温度场的分析与计算问题,引入壁面热流函数,简化了雷达舱外复杂的热边界条件,针对雷达舱内电子设备热物性参数的不确定性,提出了一种简化的工程计算方法.分析了雷达舱内辐射-导热-对流耦合换热作用,建立了雷达舱动态热平衡方程,在结合雷达舱环控系统的基础上,采用蒙特卡罗法求解舱内设备之间的辐射换热,采用热网络法求解雷达舱内的耦合换热,获得了雷达舱内的瞬态温度场,分析了不同初始状态及飞行工况对雷达舱瞬态温度场的影响,为机载雷达舱设计及相关研究提供了重要依据.     

电驱动柔索并联机器人轨迹跟踪滑模控制

针对大射电望远镜粗调系统的非线性、大滞后、多变量耦合以及易受外扰等特点．提出了一种馈源轨迹跟踪的滑模控制策略．该方法通过分阶段加入指数趋近控制来加快系统的响应．同时利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数，不仅保证了控制系统的快速性和鲁棒性，而且能够有效地抑制颤动．     

载人航天器密封舱结构超高速撞击易损性

载人航天器密封舱是载人航天任务航天员在轨安全工作和生活的重要保障,为掌握载人航天器密封舱防护结构易损特性、准确获取密封舱防护结构易损性模型,基于二级轻气炮,开展了某载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构试验件撞击试验,获取了3类防护结构试验件撞击极限直径,完成了防护屏、填充层和舱壁结构撞击损伤特性分析,结果表明,相同撞击速度下,防护屏穿孔孔径与弹丸直径正相关,玄武岩/芳纶纤维填充层对弹丸和碎片云有较强破碎作用和能量分散作用,降低对密封舱结构损伤,沿主撞击方向碎片云能量是引起舱壁结构花瓣形裂纹穿孔的主要因素。针对试验数据,采用遗传算法和多元线性/非线性回归方法对NASA Christiansen方程、W-S穿孔方程进行修正,提升了预示精度,其中总体预测率从59.1%提升到100%,安全预测率从81.8%提升到100%,准确建立了适用于中国某大型载人航天器玄武岩/芳纶纤维填充式防护结构的撞击极限经验方程和穿孔经验方程等两类易损性模型,为在轨任务风险工程评估提供依据和奠定基础。     

PCBN刀具切削淬硬GCr15轴承钢的切削力研究

通过系统的切削试验，研究了PCBN刀具硬态切削淬硬GCr15轴承钢时切削用量对切削力的影响规律，结果表明：径向力最大，其次是主切削力和轴向力；硬态切削粗加工时的切削力大致为精加工时的3倍；硬态切削力与切削深度和进给量在一定范围内呈线性上升的关系，而与切削速度呈非线性关系．     

电磁场中导电梁式板非线性振动的分岔

在给出薄板的电磁弹性运动基本方程及电磁力表达式的基础上,得到了横向磁场和机械载荷共同作用下梁式薄板的振动方程,应用Calerkin法将簿板的振动方程化为Duffing方程,用多尺度法得到二阶主共振的分岔方程,最后用奇异性理论得出分岔方程的转迁集并得出了分岔图。     

导电薄板在纵向磁场中的谐波共振分析

基于Maxwell方程及Kirchhoff薄板基本假设,导出了导电薄板的非线性磁弹性振动方程、电动力学方程和电磁力表达式。在此基础上,研究了纵向磁场中横向机械动载作用下条形薄板的非线性谐波共振问题。针对两端简支边界条件情况,应用伽辽金法进行积分,导出了关于振动位移和电场强度函数的磁弹性耦合振动微分方程组。利用多尺度法进行求解,得到了共振下的幅频响应方程,并对定常解的稳定性进行了分析,得到了解的稳定性判定条件。通过数值计算,得到了共振振幅随调谐参数、激励力幅值和磁感应强度的变化规律曲线图,以及系统振动位移和电场强度的时程响应图,分析了电磁、机械等参量对共振现象及解的稳定性的影响。     

应用非线性微分方程组实现弱信号检测

为了检测相位随机分布的微弱正弦信号，提出了采用非线性微分方程组的检测方法。Ⅳ个方程的策动力初相等间隔设置，每个方程均设置在临界混沌状态，将被检测信号加入到各方程中进行运算，当相位随机分布的微弱正弦信号出现时，至少有一个方程会进入周期态从而检测出信号。利用Mel’nikov定理证明了该方法的可行性。数值实验表明利用16个方程同时检测能将信噪比为-90d8的随相弱正弦信号检测出来。     

在线角速度估计的乒乓球机器人视觉测量方法

针对目前乒乓球机器人在视觉跟踪过程中无法准确识别和跟踪旋转球轨迹,导致预测结果误差较大的问题,提出基于在线旋转角速度估计的视觉测量方法.该方法应用空气动力学的理论知识对旋转球的受力情况进行分析建模,构建旋转球轨迹的过程方程和观测方程,利用非线性扩展Kalman滤波器对包括角速度在内的运动状态进行估计.通过仿真实验和实际轨迹跟踪实验验证了该方法的有效性和正确性,且预测结果优于同类跟踪方法.该方法亦可应用于实时高速目标跟踪的场合.     

基面力概念在余能原理有限元中的应用

为了改进传统的余能原理有限元方法,利用基面力概念,提出了一种具有边中节点的单元,推导出一种余能原理有限元柔度矩阵精确表达式的具体形式和节点位移显示表达式,运用广义余能原理中的Lagrange乘子法得到以基面力为基本未知量的余能原理有限元法的支配方程,编制出相应的MATLAB语言有限元分析程序．研究结果表明数值解与理论解相吻合．