磁流变悬架汽车的非线性振动特性分析

研究了具有磁流变阻尼器悬架系统汽车的非线性动力学行为.汽车采用七自由度模型,磁流变阻尼器采用Sigmoid模型,路面激励为四轮有不同相位差的正弦激励.根据第二类Lagrange方程建立了汽车振动微分方程,采用四阶Runge-Kutta法进行数值仿真.以激励频率为参数分析汽车振动响应分岔过程,并通过时间历程图、相位图等分析了汽车在不同频率范围的振动特性,结果表明在特定的激励频率区间汽车发生混沌运动.分析结果可为基于磁流变阻尼器的车身振动控制提供理论指导.     

道路连续减速带对重载汽车平顺性影响

道路减速带是目前广泛使用的强制限速设施,对于减缓汽车的行驶速度、减少交通事故的发生有着良好的效果.但是,减速带产品种类繁多,参差不齐,关于不同限速道路上减速带的选择以及汽车通过减速带时的平顺性研究尚不多见.本文建立了道路连续减速带和三轴重型载货汽车模型,以车身垂向加速度和垂向轮胎力作为评价指标,分析了车速、减速带高度和宽度对汽车平顺性的影响.研究发现道路连续减速带的宽度与控制车速成正比,减速带高度与控制车速成反比.     

时滞在磁流变主动控制系统中的影响

在分析磁流变阻尼器的时滞特征,时滞对单自由度磁流变控制系统影响基础上,将磁流变阻尼器应用于高速机车系统的振动控制中.从理论角度分析了基于磁流变阻尼器的四分之一机车系统在主动控制下的时滞问题,并进一步探讨了主动控制下时滞对高速机车系统整车悬挂系统的影响.仿真分析了高速机车系统整车模型应用磁流变阻尼器后,在主动控制下的时滞影响.结果表明,能够快速反映的磁流变阻尼器并不能彻底消除控制系统的时滞问题.磁流变主动控制系统在较大时滞的影响下,高速机车振动加剧,安全性受到威胁,甚至失去控制.     

磁流变阻尼器内部流体动能的能量采集

为了构建自供能式磁流变阻尼器内部实时状态监测传感系统,本文介绍了一种针对磁流变阻尼器内部流体能的能量采集装置。该装置被安装于磁流变阻尼器活塞顶端并为检测阻尼器内部工作参数的无线传感模块1供电。根据能量守恒定律,推导出磁流变阻尼器中磁流变液流动能的理论模型。通过实验测试分析了在不同的外界激励下能量采集装置的工作情况,证明了采集的电能随着活塞的运动频率增加而增加,而与磁流变阻尼器的磁流变特性没有明显的关系。测试表明利用此装置能较好的采集到来自于磁流变阻尼器内部流体流动产生的能量,为无线传感模块供电。     

基于磁流变阻尼器的汽车半主动悬架的振动控制

在对磁流变阻尼器的输出特性进行实验测试和理论分析的基础上,建立了以磁流变阻尼器作为执行器件的1/4车半主动悬架模型,设计了一种双输入单输出的模糊逻辑控制器,并进行了仿真研究,在时间和频率域中对磁流变阻尼器振动响应进行评价,结果表明:与被动悬架相比,该系统有效地抑制了车身在人体敏感频率段的振动,提高了乘坐舒适性.     

一种被动力反馈阻尼器及其模型研究

根据力觉反馈的需要,设计了一种基于磁流变液的阻尼器,并建立了模型。介绍了磁流变液阻尼器的设计方法,该阻尼器由上、下盖组成密闭的壳体,转子通过轴设置于壳体内,壳体内充满磁流变液,在磁场作用下磁流变液屈服应力产生变化,转子相对于壳体转动时阻尼力连续快速变化,分析了阻尼器阻尼力构成及其可控性,运用较为简化的方法建立了阻尼器的逆动态模型,利用研制的阻尼器原型设计了实验系统并进行了挤压柔顺性物体和碰撞刚体力反馈实验,实验中阻尼器能够实现大范围的力觉反馈,因此表明设计方法有效、模型正确。     

冲击载荷下磁流变阻尼器结构优化设计

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器工作在高冲击、高速环境下,对磁流变阻尼器的设计指标和性能提出了更高的要求.针对冲击试验中,磁流变阻尼器表现出的阻尼力可调动态范闱的不足,利用Herschel-Bulkley的磁流变液非线性结构特性的平行平板恒流模型,采用多目标规划方法,提出了火炮反后坐装置应用中的磁流变阻尼器优化设计方法.最后分析了磁流变阻尼器磁路设计准则,结合优化设计尺寸,对阻尼器活塞磁场进行了有限元分析.结果表明,磁流变阻尼器阻尼通道处能产生足够大的磁场强度且分布均匀.     

四自由度汽车迟滞非线性系统的混沌

考虑悬架系统的激励为有迟滞的路面输入正弦激励,建立了1/2四自由度汽车悬架系统的非线性动力学模型.用数值方法在Matlab平台上进行动力学仿真,绘制了Poincare图,研究了汽车悬架系统的混沌响应.发现在迟滞非线性系统中,悬架系统很容易产生混沌运动,给汽车行驶平顺性带来不利影响,对汽车产生较大的危害.     

野草入侵模糊算法的半主动空气悬架研究

为了抑制由路面不平引起的车辆振动,结合磁流变阻尼器和空气弹簧的变阻尼/刚度特性,设计了含内置永磁体式磁流变阻尼器的半主动空气悬架系统.基于电磁学原理,对内置永磁体式磁流变阻尼器的力学特性建模.建立了1/4车辆二自由度动力学模型,并利用野草入侵算法对常规模糊算法规则进行优化,开发了野草入侵-模糊混合控制策略对内置永磁体磁流变阻尼器的空气悬架进行半主动控制.为验证该控制策略在磁流变空气悬架的半主动控制效果,进行了C级路面随机输入及凸块脉冲输入仿真分析,仿真结果可知,野草入侵-模糊控制策略能有效地提高半主动悬架系统的综合性能.并且通过台架试验进一步表明,利用该控制策略能够使车身振动加速度及悬架动挠度分别减小25.87%、35.13%.     

刚柔耦合重型汽车建模及通过连续减速带的平顺性分析

建立了考虑车架柔性的刚柔耦合重型汽车整车模型,通过与刚性车对比,验证了所建刚柔耦合车辆模型的正确性.依据实际需求建立了三组连续减速带模型,以车身垂向加速度和各轮垂向轮胎力为评价指标,分析车辆行驶速度、减速带高度和宽度对汽车行驶平顺性的影响.研究表明,减速带的高度与车身垂向加速度和垂向轮胎力成正比,减速带宽度与车身垂向加速度和垂向轮胎力成反比,对于限速60 km/h的道路,宽度为600 mm,高度为8 mm的减速带能起到良好的限速效果,同时还能保证车辆行驶的平顺性.     

Fractional Order Synchronous Reluctance Motor: Analysis,Chaos Control and FPGA Implementation

This paper deals with the dynamical analysis and chaos control in a fractional order synchronous reluctance motor (FOSyncRM). Equilibrium points, characteristic equations and Eigen values of both commensurate and incommensurate FOSyncRM are presented. finite‐time Lyapunov exponents of the FOSyncRM system for fixed and varied parameters are investigated along with the bifurcation plots. Fractional order bifurcation plots are derived to show that the system shows more complex chaotic oscillations in fractional order. Chaos control in the FOSyncRM system is achieved using adaptive sliding mode controllers and the entire control algorithm is implemented in FPGA.     

李雅普诺夫指数谱的研究与仿真

李雅普诺夫指数在研究动力系统的分岔、混沌运动特征中起着重要的作用。该文介绍了李雅普诺夫指数的定义、计算原理及数值计算的实现方法，应用Matlab软件，编制了计算李雅普诺夫指数的程序，分析了一维、二维和三维非线性动力系统中分岔和混沌与李雅普诺夫指数之间的关系。绘制了逻辑斯蒂映射、埃农映射和洛仑兹方程的分岔图，并计算了相应的李雅普诺夫指数。实例的计算机仿真表明李雅普诺夫指数是研究分岔、混沌运动，解决工程实际问题的有效方法之一。     

分数阶Genesio Tesi系统的混沌及自适应同步

对具有五次方非线性项的分数阶Genesio-Tesi系统的混沌及自适应同步进行了研究.首先分析了该系统平衡点的稳定性,并发现该系统满足出现双涡卷混沌吸引子的必要条件.然后研究了在阶数相同和不同的两种情况下的吸引子以及系统随阶数变化的分岔情况.该系统在两种情况下存在混沌的最小有效维数分别为2.784和2.793.基于分数阶系统的稳定性理论,实现了该分数阶系统的自适应混沌同步.数值模拟验证了所设计的自适应控制器和未知参数的辨识观测器的有效性.     

基于分岔理论的永磁同步电机有限时间混沌控制

永磁同步电机运行系统具有不稳定的分岔特性,随着系统参数的变化,系统会在平衡点处发生分岔行为.首先,基于分岔理论构建了永磁同步电机的混沌模型.其次,通过研究系统的分岔参数,分析了系统在平衡点处的分岔特性,发现系统在零平衡点处会产生静态分岔并出现新的平衡点,随着参数的继续变化,系统在新的平衡点处发生连续的Hopf分岔,而连...     

Bifurcation study of neuron firing activity of the modified Hindmarsh–Rose model

In this paper, the effects of different parameters on the dynamic behavior of the nonlinear dynamical system are investigated based on modified Hindmarsh–Rose neural nonlinear dynamical system model. We have calculated and analyzed dynamic characteristics of the model under different parameters by using single parameter bifurcation diagram, time response diagram and two parameter bifurcation diagram. The results show that the period-adding bifurcation (with or without chaos), period-doubling bifurcation and intermittent chaos phenomenon (periodic and intermittent chaotic) can be observed more clearly and directly from the two parameter bifurcation diagram, and the optimal parameters matching interval can also be found easily.     

横向磁场中矩形薄板在分布载荷作用下混沌分析

在建立置于横向稳恒电磁场中,同时受横向均布载荷作用四边简支的金属矩形薄板的受力模型的基础上,推导了金属矩型薄板的磁弹性耦合动力学方程,求得了该模型振动系统的异宿轨道参数方程,并根据Melnikov函数方法,推导并求解了振动系统的异宿轨道的Melnikov函数,最后给出了判断该系统发生Smale马蹄变换意义下混沌运动的条件和混沌运动判据.由此可对矩形薄板在机械载荷和电磁载荷共同作用下的分岔和混沌进行分析.本文给出的方法可以推广到其他不同边界条件和不同外载荷条件下弹性薄板的磁弹性振动问题的研究.     

非线性增益下半导体激光方程的动力学行为分析

分析了在非线性增益下各种因素对Lang-Kobayashi模型动力学行为的影响．由于时滞反馈的作用,系统中存在着不同的ECM解,Hopf分岔是这些ECM解失稳的主要原因,进而演化为各种形式的混沌解,不同吸引子之间的相互作用会引发混沌结构的突变,表现为混沌吸引子在空间尺寸上的明显变化,随着时滞量的变化,这些演化模式会重复出现．值得指出的是,在一定条件下,不同频率的两个ECM共存,其中之一会由Hopf分岔失稳,并由倍周期分岔进入混沌,最终通过混沌危机回到另一个稳定的ECM上．另外,随着非线性增益系数的变化,在极坐标下系统的概周期运动的两个频率相差很大,激光器呈现出明显的快慢效应．     

基于Simulink仿真的标准映射的研究

人们对于弹跳球模型的研究由来已久,标准映射是弹跳球模型在高弹跳情形下的二维映射,也是研究混沌现象最重要的物理模型之一.以往对于标准映射的研究主要集中在理论分析,而对于标准映射中的混沌产生过程研究较少.首先推导了标准映射的数学模型.之后基于simulink建立了标准映射的模型,并以此模型为基础,仿真分析了倍周期分叉到混沌的实现途径,给出了周期分叉过程中的不同周期运动的参数区间及混沌出现条件,并计算得到了分叉图,从而计算出Feigenbaum常数,与公认值比较误差很小.最后在混沌带中发现了周期运动,进而揭示了混沌的复杂性.     

A new directional stability transformation method of chaos control for first order reliability analysis

The HL-RF iterative algorithm of the first order reliability method (FORM) is popularly applied to evaluate reliability index in structural reliability analysis and reliability-based design optimization. However, it sometimes suffers from non-convergence problems, such as bifurcation, periodic oscillation, and chaos for nonlinear limit state functions. This paper derives the formulation of the Lyapunov exponents for the HL-RF iterative algorithm in order to identify these complicated numerical instability phenomena of discrete chaotic dynamic systems. Moreover, the essential cause of low efficiency for the stability transform method (STM) of convergence control of FORM is revealed. Then, a novel method, directional stability transformation method (DSTM), is proposed to reduce the number of function evaluations of original STM as a chaos feedback control approach. The efficiency and convergence of different reliability evaluation methods, including the HL-RF algorithm, STM and DSTM, are analyzed and compared by several numerical examples. It is indicated that the proposed DSTM method is versatile, efficient and robust, and the bifurcation, periodic oscillation, and chaos of FORM is controlled effectively.     

Host-Parasitoid系统的分岔与混沌控制

用数值模拟的方法,研究了Host-Parasitoid模型.该模型是一类非线性离散系统,反映了在一定的时间和空间内,寄生虫和寄宿主之间的生存状态.通过调节各种影响下的分岔参数,可以观察到系统具有周期泡,倍周期分叉,间歇混沌和Hopf分岔等复杂非线性动力学现象,揭示了系统通向混沌的途径.利用不同周期遍历下的奇怪吸引子和具有分形边界的吸引盆对系统的非线性特性进行了深入的探讨.最后利用参数开闭环控制法对系统的混沌状态进行了有效的控制.数值仿真和理论分析表明,选择相应的控制参数可将该系统的混沌状态控制到不同的稳定周期运动.