矩形薄板在面内随机参数激励下的随机分岔研究

建立了四边简支的矩形薄板在受面内随机激励时的振动模型,并用Galerkin法将该系统化简为二自由度常微分非线性动力学方程组。得出系统的广义能量（Hamilton函数）表达式后,又利用拟不可积Hamilton系统平均理论将方程等价为一个一维的Ito随机扩散过程,并通过计算该系统的最大Lyapunov指数来研究系统的局部随机稳定性,同时利用基于随机扩散过程的奇异边界理论研究了模型的全局稳定性,最后通过稳态概率密度函数的形状变化探讨了系统参数变化对系统随机Hopf分岔的影响。数值模拟结果验证了理论分析的正确性。     

形状记忆合金梁在随机激励下的随机分岔与首次穿越

根据形状记忆合金（SMA）的等应变拉压实验的数据,利用van der Pol环模型模拟了形状记忆合金在加载和卸载过程中的应力应变迟滞环特性。并且根据弹性理论和Galerkin方法建立了形状记忆合金简支梁在受轴向高斯白噪声激励时的振动模型。应用拟不可积Hamilton随机平均法将函数表示为一维扩散过程后,通过最大Lyapunov指数判断系统的局部稳定性,同时用奇异边界理论讨论了系统的全局稳定性。随后通过分析稳态概率密度和联合概率密度的图形特征,得到了此模型的随机Hopf分岔现象,并讨论了系统产生随机Hopf分岔的条件。最后,用数值法模拟了系统在特定初始条件和边界条件下可靠性函数和首次穿越时间的概率密度函数所满足的BK(Backward Kolmogorov)方程,并且分析了系统发生首次穿越的条件。     

轨道随机激励对弹性约束轮对随机稳定性与随机分岔的影响

考虑轨道随机不平顺激励与结构自身随机参激建立了弹性约束轮对系统的伊藤随机微分方程组,运用拟不可积Hamilton系统理论和奇异边界性态求解了系统的随机局部稳定性和随机全局稳定性,通过分析稳态概率密度和联合概率密度得到了模型的随机Hopf分岔类型并讨论了分岔的条件。可知,分岔的发生不仅受到系统固有参数的影响同时也受随机因素的影响,即使满足一定的分岔条件分岔也并不一定会发生,系统分岔的发生是以概率特征来体现的,这和只能考虑系统固有参数下的确定性分岔有着明显差别;另外,不同随机强度下轮对系统有着不同的失稳临界速度,这和不能考虑随机因素作用下的确定性轮对系统只有一个确定的失稳临界速度有着本质区别。     

基于中心流形理论的小水电并网系统Hopf分岔分析

针对小水电并网系统,用Matcont软件搜寻系统的Hopf分岔点绘制分岔图;利用中心流形理论将高维电力系统降到二维模型,并通过计算二维模型分岔稳定性指标的正负判定原系统Hopf分岔类型。结果表明,分岔稳定性指标大于零时电压失稳,小于零时电压稳定。用Matlab软件对讨论结果进行数值仿真,证明理论结果的正确性。     

一个五维超混沌系统Hopf分岔控制

本文以五维超混沌类Pan系统为研究对象,根据高维Hopf分岔理论和Routh-Hurwitz理论,分析了系统非零平衡点的稳定性,以及分岔解稳定性．采用Washout控制法,对系统设置非线性控制器进行Hopf分岔和稳定性控制．经过分析分别得到了分岔参数、稳定性参数与控制参数之间的对应关系．从对应关系可以得出,通过调节控制器的控制参数,可以使系统分岔参数、稳定性参数发生改变,即可实现系统Hopf分岔发生延迟,分岔解稳定性范围发生变化．数值仿真验证了理论分析的正确性．     

分裂导线次档距振荡研究

基于准定常理论,建立了分裂导线次档距振荡的二维振子模型,推导了振子模型的振动方程。采用稳定性理论对振子模型进数值分析,研究了分裂导线次档距振荡的机理,首先将非线性振动微分方程线性化,然后根据特征值分析判断系统的稳定性。编制了次档距振荡发生临界风速求解的MATLAB程序,并对Hopf动态分岔理论、Hopf静态分岔理论和不同阻尼比下的临界风速进行了研究,并给出了临界风速随频率比变化的关系,最后对次档距振荡的控制给出了建议。     

基于中心流形理论的四轮转向汽车Hopf分岔分析

以四轮转向汽车(4WS)为研究对象,利用分析力学方法,建立了二自由度动力模型。利用Hurwitz代数判据,对4WS系统Hopf分岔进行了计算,得到分岔点。利用中心流形理论将高维4WS汽车系统降到二维,并通过计算二维分岔稳定性指标的正负判定原系统Hopf分岔的类型。利用Matlab软件对系统进行了仿真。结果表明,4WS汽车在一定的参数组合下出现转向自动摆动的性质,对振动的控制研究具有重要的参考价值。     

松动裂纹转子轴承系统周期运动分岔及稳定性分析

根据松动裂纹耦合故障转子轴承系统的非线性动力学方程,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶方法,研究了系统周期运动的分岔特性及其稳定性。研究发现,在较大和较小的偏心量作用下,系统的周期运动都由倍周期分岔而失稳,在适当的偏心量下,系统的周期运动以Hopf分岔形式失稳且稳定性较强。转轴裂纹和基础松动故障都使系统周期运动稳定性降低、系统Hopf分岔存在的偏心量范围变大。结论为转子轴承系统的安全稳定运行和振动的抑制及控制提供了理论参考。     

单边碰撞分数阶Rayleigh振子的随机P-分岔EI北大核心CSCD

基于非光滑变换和随机平均法分析了随机激励下含有分数阶微分的Rayleigh振子碰撞振动系统的随机P-分岔问题。基于Caputo定义计算了分数阶导数,将分数阶微分等效为相应的阻尼力与恢复力,并用非光滑变换将原系统等效为一个新的不含速度跳的系统;基于随机平均法建立了随机伊藤方程,得到了随机响应的Markovian近似,进而计算出系统的概率密度函数及其稳态解;引入突变理论推导出随机P-分岔的临界参数条件表达式,并分析了分数阶系数、分数阶阶次、恢复系数等主要参数对分数阶Rayleigh振子碰撞系统发生分岔的影响。     

随机最优控制下矩形薄板受面内随机参数激励的首次穿越研究

根据建立了四边简支受控矩形薄板受面内高斯白噪声激励的振动模型,并用Galerkin变分法将其化简为二自由度常微分非线性动力学方程。又利用拟不可积Hamilton系统平均理论将方程等价为一个一维的Ito随机过程,随后结合随机动态规划方法,得到了使系统可靠性最大的随机最优控制策略。最后建立了受控系统的条件可靠性函数所满足的Backward Kolmogorov(BK)方程,根据初始条件和边界条件得出数值结果。数值结果表明,随机最优控制对系统的可靠性提升有明显作用