漂浮基双臂空间机器人系统的模糊神经网络自学习控制

讨论了载体位置、姿态均不受控制的情况下自由漂浮双臂空间机器人系统的高斯基模糊神经网络自 学习控制问题．此类空间机器人系统严格遵守动量守恒和角动量守恒,所以其动力学方程表现出强烈的非线性性 质．将神经网络与模糊控制相结合,即利用神经网络进行模糊推理, 可使模糊控制具有自学习能力．在此基础上, 设计了双臂空间机器人系统关节空间的高斯基模糊神经网络自学习控制方案．系统的数值仿真证实了该方法的有 效性．     

具有完整约束的变质量系统的机械能守恒律

研究具有双面理想完整约束的变质量力学系统的机械能守恒律.首先,利用系统的运动微分方程,获得能量变化方程,并给出机械能守恒律存在的充分必要条件.然后,提出具有守恒律的27种情形.最后,举例说明.     

关于Mei对称性与Noether对称性的关系—以Birkhoff系统为例

文章以Birkhoff系统为例研究Mei对称性与Noether对称性之间的关系.研究了基于无限小生成元向量作用下Birkhoff函数和Birkhoff函数组的变分问题,建立了该变分问题的Birkhoff方程与Noether对称性及其守恒量.研究表明:该变分问题得到的Birkhoff方程、Noether等式和Noether守恒量分别与经典Birkhoff系统Mei对称性的判据方程、结构方程和Mei守恒量完全一致.文末以著名的Emden方程等为例来说明结果的应用.     

事件空间离散完整系统的Noether理论

研究差分离散变分原理和事件空间中离散完整系统的Noether理论. 运用差分离散变分方法,通过群的无限小变换,得到了事件空间中离散完整系统的差分离散变分原理,并建立了离散的运动方程. 得到了系统的Noether对称性的判据方程和Noether守恒量的形式以及其存在的条件. 举例说明结果的应用.     

基于积分因子方法研究Chaplygin非完整系统的守恒律

提出并研究了构建Chaplygin非完整系统守恒律的积分因子方法.基于正则形式的Chaplygin方程,定义了积分因子,给出了系统存在守恒量的必要条件,建立了Chaplygin非完整系统的守恒定理及其逆定理.研究表明:对应于必要条件的每一组非奇异函数解,系统存在一个守恒量;反之,对于一个已知守恒量,可找到相应的积分因子,且解是不唯一的.文末以匀质圆球在粗糙水平面上纯滚动为例,讨论了该方法的应用.     

漂浮基空间机械臂分解运动控制的增广自适应算法

本文讨论了载体位置与姿态均不受控制的漂浮基两杆空间机械臂系统的逆运动学问题 ,推导了系统的运动学、动力学方程．分析表明,结合系统动量守恒及动量矩守恒关系得到 的系统广义Jacobi关系为系统惯性参数的非线性函数．本文证明了,借助于增广变量法可以 将增广广义Jacobi矩阵表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数．并在此基础上,给出了 系统参数未知时由空间机械臂末端惯性空间期望轨迹产生机械臂关节铰期望角速度、角加速 度的增广自适应控制算法．仿真运算,证实了方法的有效性．     

飞轮调速器反馈控制系统的混沌及控制

建立了飞轮调速器反馈控制系统的动力学方程,利用系统的相图和Poincar6映射图分析了系统的混沌形成过程．通过对飞轮调速器反馈控制系统增加一个比例微分反馈控制器,利用它控制系统从混沌运动转化为周期运动．数值仿真表明了该控制方法在飞轮调速器反馈控制系统的混沌控制中的有效性与可行性,可利用适当的控制强度镇定系统中不稳定的周期轨道．     

非结构四面体网格上扩散方程的有限体积差分方法

基于二维扩散方程的有限体积方法,构造了三维扩散方程在非结构网格上有限体积差分方法,方法具有高精度和保持通量守恒特性.采取单元中心作为计算节点来减少向量和单元体积的计算量.利用通量守恒条件确定界面中心的函数值,保证了方法的守恒特性.用Lagrange因子插值法更好地适应了非结构网格.采取Bi—CGSTAB方法求解线性代数方程组.计算例子验证方法有效.     

Birkhoff系统Noether逆定理的解法

研究Birkhoff系统Noether逆定理.提出对Birkhoff系统由已知的守恒量导出Noether对称性的一般解法,指出一般解法中的困难.通过引入守恒量和对称性直接相关的辅助方程,给出逆定理的特殊解法.举例说明了所得结果的应用.     

五阶精度WENO差分型格子波尔兹曼算法求解单守恒方程

给出了五阶精度WENO差分型格子波尔兹曼算法求解单守恒模型方程的计算方法.根据WENO差分格式的特点,定义了广义格子波尔兹曼分布函数,将守恒型方程的求解问题,转化成用WENO格式的差分算法对该分布函数进行求解.该方法的意义在于,将高精度高分辨率的WENO格式差分方法与近几十年发展起来的格子波尔兹曼方法相结合,从而很方便地构造出可以用于求解守恒型方程的格子波尔兹曼模型,使格子波尔兹曼方法在可压缩流领域的使用更简单.利用该方法分别构造了不同初值条件下的一维Burgers守恒型方程的求解模型,求出结果,并分析了模型的精度和稳定性.最后总结了方法的优点和不足,以及有待进一步研究解决的问题.     

低码率图象传输系统运动补偿算法及实现

普通运动矢理搜索算法并不能完全适应低码率图象传输系统的特点，运算量也较大，本文经过试验分析，改进了适用于低码率系统的图象搜索算法，并提出使用亚采样模板匹配方法减少运动矢量搜索过程的计算量。     

正交各向异性叠层板的非线性主共振分析

研究了在四边简支的边界条件下,正交各向异性矩形叠层板在横向简谐激励作用下的非线性主共振及其稳定性问题．在给出了正交各向异性叠层板的振动微分方程的基础上,利用伽辽金法导出了相应的达芬型非线性强迫振动方程．应用平均法对主共振问题进行求解,得到了系统在稳态运动下的幅频响应方程．基于李雅普诺夫稳定性理论,得到了解的稳定性判定条件．作为算例,分别给出了不同条件下,系统运动的幅频响应曲线图、振幅-激励幅值响应曲线图和动相平面图,并对解的稳定性进行了分析,讨论了各参数对系统非线性振动特性的影响．     

从运动方程构造Lagrange函数的直接方法

根据对Lagrange函数的结构分析,提出直接从运动微分方程构造一维系统Lagrange函数新的一般方法和6种特殊方法.利用提出的方法导出若干运动微分方程的Lagrange函数.直接构造法证实一个系统具有多个不同而等效的Lagrange函数,甚至是Lagrange函数族.这种直接构造法也是构造Lagrange对称性并导出对应守恒量的一种途径.     

两项激励下石墨环氧叠层板的组合共振特性研究

对两项激励下石墨环氧叠层板的非线性特性进行了研究.根据板的非线性运动方程,应用伽辽金法得出了矩形叠层板在两项均布简谐激励力作用下的无量纲化达芬型非线性振动微分方程,用多尺度法对层叠板组合共振微分方程求解,得出发生组合共振的各种情形,对组合共振的稳定性进行了分析,得到稳态运动下的幅频响应方程.代入有关参数,分析了不同参数...     

保守系统中非线性振动问题的数值解法

用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题的解．以摆的运动作为例子,对相关的微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分．此时,速度为时间的函数,把此函数称为目标函数．因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成一个周期,从而此目标函数的第2个零点便是运动的周期．此外,在数值积分过程中,同时得到了位移函数．此法依赖于常微分方程的数值解法和找函数零点的对分法．某些其它非线性常微分方程的解也得到研究．最后,给出了一些例子和数值结果．     

横向流中细长圆柱的热弹性颤振

研究了细长圆柱体在热环境下的横向流致振动.应用迦辽金法将非线性运动控制偏微分方程离散为常微分方程组,首先分析了热载荷对系统临界流速的影响,然后采用数值方法得到了系统分岔区,以及它在参数空间的分布情况.应用分岔图、相图对系统的运动性质进行了判定.系统随着参数的变化呈现周期运动,温度增加,系统发生颤振的临界速度减小.当温度载荷不变时,流速增加,系统周期振动的振幅越来越大,系统发生极限环振动,周期3运动、拟周期运动和混沌运动.     

An Efficient Dynamic Formulation for Multibody Systems

The objective of this article is to present an efficient extension ofRosenthal's order-n algorithm to multibody systems containing closedloops. The equations of motion are created by using relative coordinatesand partial velocity theory. Closed topological loops are handled by cutjoint technique. The set of constraint equations of cut joints isadjoined to the system's equation of motion by using Lagrangemultipliers. This results in the equation of motion as adifferential-algebraic equation (DAE) rather than an ordinarydifferential equation. This DAE is then solved by applying the extendedRosenthal's order-n algorithm proposed in this article. While solvingDAE, violation of the kinematic constraint equations of cut joints iscorrected by coordinate projection method. Some numerical simulationsare carried out to demonstrate efficiency of the proposed method.     

Higher-order split-step Fourier schemes for the generalized nonlinear Schrödinger equation

The generalized nonlinear Schrödinger (GNLS) equation is solved numerically by a split-step Fourier method. The first, second and fourth-order versions of the method are presented. A classical problem concerning the motion of a single solitary wave is used to compare the first, second and fourth-order schemes in terms of the accuracy and the computational cost. This numerical experiment shows that the split-step Fourier method provides highly accurate solutions for the GNLS equation and that the fourth-order scheme is computationally more efficient than the first-order and second-order schemes. Furthermore, two test problems concerning the interaction of two solitary waves and an exact solution that blows up in finite time, respectively, are investigated by using the fourth-order split-step scheme and particular attention is paid to the conserved quantities as an indicator of the accuracy. The question how the present numerical results are related to those obtained in the literature is discussed.     

洋流影响下基于运动矢径的AUV协同定位方法

针对水下自主航行器（AUV）协同定位受水下未知定常洋流影响的问题,给出一种洋流影响下基于运动矢径的AUV协同定位方法.利用AUV的运动学方程和基于运动矢径的量测方程,建立AUV的导航模型;通过扩展的卡尔曼滤波,设计了协同定位滤波算法;利用该算法对洋流速度进行估计,以补偿AUV定位误差.仿真结果表明,该算法能有效估计未知定常洋流速度的大小,并对AUV定位误差进行实时补偿,显著提高了AUV的定位精度.     

机器人液压挖掘机运动系统的建模与控制

首先利用机器人运动学将铲斗的理想运动轨迹和各工作装置的目标转角序列联系起来，然后利用拉格朗日方程建立各工作装置的运动学模型，最后推导出LUDV液压驱动系统的电液模型，从而得到了挖掘机器人运动系统的完整模型．针对系统动力学的高非线性、参数的不确定性、外界干扰及比例方向阀的死区及非线性增益等特点，提出一种建立在自适应鲁棒控制基础上的非连续映射方法来处理运动系统并利用鲁棒反馈来消除近似误差．最后利用动臂控制试验来验证控制方法的正确性．