谐和与高斯白噪声联合作用下二自由度系统的随机稳定性研究

主要研究了谐和与高斯白噪声共同作用下二自由度系统的随机稳定性问题.首先,通过扩维的方式将非自治系统转化为自治系统.其次,利用摄动法和双傅里叶级数展开的方法求得了系统的矩Lyapunov指数与最大Lyapunov指数的近似解析结果,并和利用Monte Carlo仿真得到的数值结果进行了比较验证.最后,通过对系统矩Lyapunov指数和最大Lyapunov指数解析结果的研究分析,分别讨论了次谐共振和组合共振对系统随机稳定性的影响.     

受轴向激励弹性支承梁的稳定性分析

对于广泛存在的弹性支撑梁,首次呈现支承弹簧刚度对轴向激励下梁横向振动稳定性的影响.应用Hamilton原理,建立了两端由线性弹簧支撑的受轴向激励梁的动力学控制方程.通过解析方法计算了受轴向压力梁的固有频率,得到了支撑弹簧刚度与系统固有频率和临界轴力的关系.Galerkin截断后,通过多尺度法和Runge-Kutta法,计算得到了梁参激振动稳态响应的半解析与数值解.讨论了激励幅值、支撑弹簧刚度、平均轴力对系统非线性响应幅值及软硬特性的影响.利用Routh-Hurwitz稳定性判据,求得系统的参激稳定边界,着重讨论了支撑弹簧刚度、阻尼系数的影响.研究发现,边界支撑弹簧的刚度可以显著改变受轴向激励梁的参激稳定边界.因此,研究结果将为广泛存在受到轴向激励结构的设计提供指导.     

窄带随机激励下三稳态压电俘能器的动力学特性与实验研究

本文研究了窄带随机激励下三稳态压电俘能器的动力学输出特性.首先,建立了非线性三稳态压电俘能器的分布参数型机电耦合运动方程,并基于多尺度法推导得到系统运动方程响应的解析解以及一阶、二阶稳态矩的表达式.其次,分析了磁铁间距、噪声强度和激励幅值等参数对系统稳态响应的影响.研究结果表明,在一定参数范围内,随着噪声强度的增加,压电振动俘能器会经历阱内振动、阱间振动甚至大轨道周期运动,以表现出单稳态、双稳态和三稳态特性;改变磁铁水平间距和竖直间距构造三稳态压电俘能器,其振动幅值和采集电压相较于双稳态明显提高.最后,通过实验比较了压电俘能器在不同位形时的采集性能,结果表明了三稳态压电俘能器的优越性,为窄带随机激励下的非线性振动俘能器的设计提供一定的理论依据.     

随机细胞神经网络平衡点均方指数稳定性分析

主要利用Lyapunov 泛函方法研究带脉冲的随机时滞神经网络平衡点的均方指数稳定性。主要借助于不等式,随机分析理论给出主要结果。最后给出一数值算例证明结果的有效性。     

非线性随机时滞系统的稳定性与应用

首先考虑了不确定性的一族非线笥随机时滞系统,建立了这种系统的均方指数稳定与几乎必须指数稳定的充分准则,其准则是时滞无关的,然后应用这些充分条件到一类不确定的随机时滞神经网络,得到了这咱神经网络指数稳定的产用判据。本文的结果是最近文献中某些结果的推广,最后一个数值例子说明的所给准则的有效性。     

有界随机噪声参数激励下碰撞系统的矩稳定性

研究了单自由度线性单边碰撞系统在有界随机噪声参数激励下系统的矩稳定性问题. 用 Zhuravlev 变换将碰撞系统转化为连续的非碰撞系统,然后用随机平均法得到了关于慢变量的随机微分方程. 利用伊藤法则给出了系统一、二阶矩满足的常微分方程,根据微分方程的稳定性理论得到了系统一阶矩稳定充分必要条件的解析表达式和二阶矩稳定充分必要条件的数值算法,并对理论结果用数值方法进行了仿真计算.理论分析和数值仿真表明,无论是相对于一阶矩还是二阶矩的稳定性,随着随机激励振幅变大,系统的稳定性区域变小从而使得系统变得不稳定. 而当调谐参数趋于零系统达到参数主共振情形时,系统的稳定性区域变得最小. 当随机噪声强度逐渐变小趋于零时,由二种矩稳定性给出的稳定性区域变得一致. 在一定的参数区域内,随机噪声使得系统稳定化.     

时滞非线性随机大系统的指数稳定性

建立了一般随机泛函微分方程p阶均值指数稳定与几乎必然指数稳定的新型判据, 然后应用所得判据到具有可变多时滞的非线性随机大系统, 得到了这种随机大系统时滞无关的均方指数稳定与几乎必然指数稳定的代数判据.     

时变滞后随机大系统的稳定性：向量Lyapunov函数法

本文研究变系数、变时滞线性随机大系统的均方渐近稳定性，通过将Ｈａｌａｎａｙ不等式推广到高维空间、采用向量Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数、运用Ｍ－矩阵等工具，得到了随机大系统的稳定性判据，文中模型考虑了子系统之间的交互随机干扰，所得稳定性判断是滞后无关的。     

非线性随机时滞系统族的鲁棒稳定性

研究了不确定性的一族非线性随机时滞系统的指数稳定性,建立了这种系统的均方指数稳定和几乎必然指数稳定的时滞相关的充分准则;然后应用这些充分条件到一类不确定性的随机时滞神经网络,得到了这种神经网络指数稳定的实用判据.最后一个数值例子说明所给准则的有效性.     

压电发电悬臂梁的非线性动力学建模及响应分析

以单晶悬臂梁压电发电装置为研究对象,在考虑压电材料非线性的情况下,利用广义Hamilton原理、Rayleigh-Ritz法、Euler-Bernoulli梁理论及压电元件恒定电场假设建立了悬臂梁压电发电装置的分布式机电耦合模型,通过数值计算分析谐振频率附近解的特性与系统参数及初始条件的关系,揭示了压电材料非线性、外激励参数对系统响应的影响规律,并通过实验验证了解析解的正确性.结果表明,压电材料的非线性特性会导致近似解的共振峰向左偏移,呈现软特性的非线性特征;当激励频率变化时,系统响应存在多解、跳跃等现象,主共振解的真正实现与初始条件的选取有关.     

Stochastic stability of quasi-integrable Hamiltonian systems with time delay by using Lyapunov function method

The asymptotic Lyapunov stability of one quasi-integrable Hamiltonian system with time-delayed feedback control is studied by using Lyapunov functions and stochastic averaging method.First,a quasi-integrable Hamiltonian system with time-delayed feedback control subjected to Gaussian white noise excitation is approximated by a quasi-integrable Hamiltonian system without time delay.Then,stochastic averaging method for quasi-integrable Hamiltonian system is used to reduce the dimension of the original system,a...     

轴向运动功能梯度粘弹性梁横向振动的稳定性分析

基于Euler梁理论研究了轴向运动功能梯度粘弹性梁横向振动的稳定性问题.基于问题的数学模型和控制方程,利用微分求积法求得了轴向匀速运动功能梯度粘弹性梁亚临界区域内横向振动的复频率,分析其随着轴向运动速度、材料梯度指数等参数的变化情况,探讨上述参数对超临界区域失稳形式的影响.然后应用多尺度法结合边界条件分析了轴向速度带有周期扰动成分的变速运动功能梯度粘弹性梁的失稳问题,重点讨论了当速度扰动频率为固有频率二倍或者为两固有频率之和/差时所发生的次谐波共振及组合共振所导致的失稳.数值算例表明,随着梯度指数的增大,匀速运动功能梯度粘弹性梁的临界发散速度、耦合速度以及变速运动功能梯度粘弹性梁的稳定区域减小,且粘弹性系数的影响逐渐变弱,同等条件下,轴向运动功能梯度粘弹性固支梁比简支梁更为稳定.     

随机激励作用下船舶横摇运动的奇异非混沌动力学

基于一类规则横浪作用下的单自由度船舶横摇运动模型,考虑恢复力矩和阻尼力矩的非线性因素,以一低干舷船模为例,利用龙格库塔法求解了横摇运动方程,通过时间庞加莱截面绘制了系统的分岔图;考虑其受随机风荷载扰动下不同周期吸引子演变成奇异非混沌吸引子的具体过程,发现周期激励系统在随机激励扰动下同样存在奇异非混沌吸引子,且当分岔参数离混沌区域越远,所需要随机激励的幅值越大才能诱发奇异非混沌吸引子.通过最大李雅普诺夫指数验证吸引子的非混沌性;采用奇异连续谱和分形图刻画吸引子的奇异性.     

铰支柔性梁主参数共振的时滞反馈控制

研究了时滞反馈控制作用下铰支柔性梁主参数共振问题.采用多尺度法,从理论上推导了时滞位移反馈控制作用下铰支柔性梁非线性主参数共振,分析了时滞、反馈控制增益,非线性系数等系统参数对系统非线性主参数振动的影响,分析了主参数动力响应随参数变化的规律.结果表明:随着反馈增益的增大,系统响应幅值得到明显抑制,合理地控制系统参数选取可提高振动控制的效率.     

具有BIBO稳定的网络系统随机容错设计

研究了具有均方BIBO稳定的网络化控制系统的随机容错控制及控制器设计问题。针对网络化控制系统的传感器失效故障和执行器失效故障均具有随机性这一现象,将传感器和执行器的故障建模为相互独立的Bernoulli随机变量序列;利用Lyapunov稳定性理论,结合线性矩阵不等式技术,通过对反馈增益矩阵的分解,得到了网络控制系统存在传感器失效故障和执行器失效故障情况下的均方BIBO稳定条件;基于该稳定条件给出了系统随机容错控制器的设计。以数值实例验证了该方法的有效性。