宽带随机激励下单自由度碰撞振动系统的平稳响应

在实际工程结构中经常要研究随机激励的单自由度碰撞振动系统的稳态响应，应用基于广义谐和函数的单自由度强非线性系统的随机平均法，分别得到了该系统响应的总能量、位移、幅值的稳态概率密度及位移与速度的联合概率分布。通过与数字模拟结果的比较，证明用随机平均法所得的结果有很高的精度。     

扁拱结构的非线性振动分析

建立了扁拱结构的非线性振动方程,并应用平均法求其一阶近似解;然后应用李雅普诺夫一次近似稳定理论研究了扁拱结构主参数共振时的动力稳定性;讨论了用平均法求解同时具有二次和三次非线性动力系统的局限性.研究表明:当扁拱结构系统非线性呈"渐软"弹簧特性时,二次非线性项在平均法求解过程不起作用,这时用平均法难以准确近似系统的真实响应,其方法是失效的;当扁拱结构系统非线性呈"渐硬"弹簧特性时,平均法求得的近似解较为准确,在此情况下平均法可以作为扁拱动力学特性的求解方法.     

扁拱结构的非线性振动分析

建立了扁拱结构的非线性振动方程，并应用平均法求其一阶近似解；然后应用李雅普诺夫一次近似稳定理论研究了扁拱结构主参数共振时的动力稳定性；讨论了用平均法求解同时具有二次和三次非线性动力系统的局限性．研究表明：当扁拱结构系统非线性呈“渐软”弹簧特性时，二次非线性项在平均法求解过程不起作用，这时用平均法难以准确近似系统的真实响应，其方法是失效的；当扁拱结构系统非线性呈“渐硬”弹簧特性时，平均法求得的近似解较为准确，在此情况下平均法可以作为扁拱动力学特性的求解方法。     

强非线性缓冲包装系统随机可靠性研究

研究一类强非线性缓冲包装系统的随机可靠性.用基于广义谐和函数随机平均法将系统状态方程转化关于幅值与相位差的平均伊藤随机微分方程,建立并求解相应的后向Kolmogorov方程,得到系统的条件可靠性函数.最后,用Monte Carlo模拟法验证理论解的正确性.     

受电弓弓头悬挂系统的随机跳跃与分岔

基于随机平均法研究考虑刚度非线性时DSA X型受电弓弓头悬挂子系统的随机动力学特性.建立弓头悬挂子系统的非线性动力学模型,基于受电弓的结构参数计算获得非线性刚度.弓网间接触压力简化为对弓头悬挂系统的周期和随机组合外激励,建立描述弓头悬挂动态行为的非线性随机微分方程.基于随机平均法得到弓头悬挂子系统的稳态响应统计量,研究非线性强度对稳态响应的影响规律.结果表明,弓头滑板的稳态响应出现随机跳跃,随着非线性强度的变化随机跳跃会产生或消失,即发生分岔.     

用谐波线性化法研究非线性系统的稳定性

一切系统都是非线性系统,直接研究非线性系统是困难的,通常采用近似方法。谐波线性化方法是近似方法之一。本文用该方法研究了非线性系统的稳定性问题,给出了关于单变量非线性系统稳定性的一般性结论和在对角优势条件下的多变量非线性系统稳定性的结论及图解判据。     

基于动态径向基函数神经网络的多变量解耦控制

为提高工业控制领域中多变量、非线性、强耦合系统的解耦能力和动态特性，基于聚类结合算法和神经网络原理，提出了一种改进的基于动态径向基函数（RBF）神经网络的多变量解耦控制方法.采用聚类结合算法优化动态RBF神经网络，更好地描述了控制对象的动态行为，获得了PID参数在线调整信息，实现了多变量非线性系统的解耦控制.仿真结果表明，与基于常规RBF神经网络的PID控制方法相比，该方法具有更高的控制精度、更快的系统响应以及更好的适应性和鲁棒性，是解决多变量、非线性和强耦合问题的一种简便、有效的控制算法.     

速度作用下非线性弹性地基上矩形薄板主共振

本文基于非线性弹性地基模型及弹性理论,建立了非线性弹性地基上矩形薄板在移动车辆荷载作用下的非线性动力方程,运用Galerkin方法及多尺度法求得该系统主共振的幅频响应方程,以行车速度为调谐参数,分析阻尼系数、车辆荷载、板厚及相位差等参数对非线性弹性地基上矩形薄板在移动车辆荷载作用下主共振幅频响应的影响。结果表明:非线性弹性地基上矩形薄板在行车速度作用下主共振系统的非线性特点不明显,振幅-速度响应曲线接近对称,改变阻尼系数、车辆荷载等参数时对共振区间影响不大。在正常取值范围内,随着阻尼系数值增大振幅-速度响应曲线峰值减小;随着车辆荷载、板厚及相位差的增大振幅-速度响应曲线峰值增大。     

双索单梁组合结构非线性动力特性

为了研究双索单梁组合体系的非线性动力响应,基于该组合体系的连续模型,建立索 梁组合结构的运动方程,在对方程进行约化处理后,结合回传射线矩阵法求解了结构平面内线性特征模态,研究组合体系中索和梁之间的相互作用,并以此为基础采用一阶模态截断的方式构造了单自由度非线性方程,用于研究结构非线性动力响应.通过变量转换,应用同伦分析法给出了结构受外部简谐荷载作用下稳态周期解的级数解形式,求解结构在一阶共振频率附近的非线性频率振幅曲线,并通过数值算例讨论了各种参数对非线性动力特性的影响.结果显示：同伦分析法与其他方法相比,在计算强非线性问题时具有较大的优势.     

车用质子交换膜燃料电池空气系统过氧比控制方法

针对车用质子交换膜燃料电池（PEMFC）系统最佳过氧比（OER）控制问题,基于60kW PEMFC系统,构建了面向控制的三阶非线性空气系统模型,分别设计了基于稳态工作点近似线性化模型的动态前馈+PI控制器和基于全局线性化模型的前馈/反馈线性化控制器。仿真结果表明：前馈/反馈线性化方法解决了基于近似线性化模型控制方法由于模型误差而使OER响应存在稳态误差的问题,并且通过引入非线性前馈环节消除了负载电流变化对OER响应的影响,能在不同工况负载下跟踪最佳OER,有效提高了PEMFC系统效率。     

具有非驱动关节机器人的位置闭环控制

以具有非驱动关系的水平两自由度机械手为对象，建立了其动力学数学模型，对具有非完全约束机器人的特点进行了分析，利用解非线性方程的有效方法平均值法对模型进行了处理，得到平均值系统，使模型得到简化，在此基础上，针对平均系统，利用李亚普诺夫稳定性方法设计了非驱动关系的任意位置闭环控制，仿真结果表明平均系统与原真实系统具有相同的动力学特性，且设计的位置环控制方法是有效的。     

柔性绳系辅助离轨系统展开动力学研究

以绳系辅助离轨系统为背景,考虑系绳质量和柔性因素,利用微元法建立柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学模型;针对动力学方程的复杂的非线性和强耦合问题,采用伽辽金法进行离散化处理、求解及分析;并通过数学仿真来验证和分析柔性绳系辅助离轨系统的展开动力学特性.仿真结果表明,在绳系辅助离轨系统的展开过程中,系统的横向和纵向运动的位移...     

气垫船航迹反步控制方法研究

针对全垫升气垫船运动,建立了航迹非线性运动方程,在此基础上进行了航迹反步控制方法研究.反步控制方法首先针对所建立的气垫船四阶航迹非线性系统,将系统分为4个子系统,每个子系统定义了1个误差变量和1个控制量,4个控制量中有3个控制为虚拟控制,并针对每个子系统定义了Lyapunov函数,基于Lyapunov稳定性定理和指数稳定性定理,推导出4阶运动方程,最后得到气垫船航迹控制律.将得到的控制律应用到气垫船运动半实物仿真系统中,根据控制台设定的航迹进行了航迹跟踪仿真研究.仿真结果表明,所研究的航迹自适应反步控制器,在较高航速下,能很好地跟踪所设定的航迹,取得了良好控制效果.     

Reliability and control of strongly nonlinear vibro-impact system under external and parametric Gaussian noises

This paper mainly focuses on reliability and the optimal bounded control for maximizing system reliability of a strongly nonlinear vibro-impact system. Firstly, the new stochastic averaging in which the impact condition is converted to the system energy is applied to obtain the averaged Itô stochastic differential equation, by which the associated Backward Kolmogorov (BK) equation and Generalized Pontryagin (GP) equation are derived. Then, the dynamical programming equations are obtained based on the dynamical programming principle, by which the optimal bounded control for maximizing system reliability is devised Finally, the effects of the bounded control and noise intensity on the reliability of the vibro-impact system are discussed in detail; meanwhile, the influence of impact conditions on the system’s reliability is also studied. The feasibility and effectiveness of the proposed analytical method are substantiated by numerical results obtained from Monte-Carlo simulation.

     

一种非最小相位系统控制方法

针对非最小相位系统提出了一种非线性控制方法。利用一种非线性函数对常规PID控制的三个控制项分别进行非线性修正,形成一种非线性PID控制器,并结合这一控制器的直观物理意义,在状态平面上通过旋转该控制器来改变闭环系统的负零点个数,以适应非最小相位系统的控制需求。仿真结果表明,与线性PID控制器相比,本文方法在减小负调幅值的同时缩短了系统调节时间,较好地解决了非最小相位的控制问题。     

空气重介流化床的基于逆系统方法的内模控制

为了提高大型空气重介流化床（ADMFB）的鲁棒性和抗干扰能力，提出了基于人工神经网络（ANN）逆系统方法的内模控制.在分析ADMFB系统可逆性的基础上，该方法利用ANN辨识得到的原系统逆模型与原系统相串连，运用逆系统方法的思想，将该多变量、非线性、强耦合的系统通过反馈线性化，解耦成多个相互独立的单输入单输出（SISO）的伪线性子系统，对求得的伪线性系统采用该方法进行控制.ADMFB的仿真结果表明，该方法不依赖于系统的精确数学模型，对恒值扰动具有良好的抑制能力，并当非线性参数发生变化或逆系统存在建模误差时，由该方法设计的闭环系统均具有良好的鲁棒稳定性.     

一类非线性非严格反馈系统的间接自适应神经网络控制

针对一类非严格反馈非线性系统,本文提出了间接自适应神经网络控制器的设计方案,并基于系统函数界函数的单调递增性质,提出了变量分离方法,同时利用间接自适应神经网络控制技术和Backstepping(反推)相结合的方法,构造出间接自适应神经网络状态反馈控制器,所构造的间接自适应控制器,保证了闭环系统的所有信号是半全局有界的,并且系统的所有状态收敛到原点充分小的邻域内,有效地解决了一类非线性非严格反馈系统的自适应神经网络控制问题,并采用数值例子进行仿真实验。仿真结果表明,在本文所提出的控制律的作用下,不但保证了闭环系统的稳定,而且保证所有信号在闭环系统有界。该控制器为一类非严格反馈非线性系统的稳定性控制提供了理论参考。     

一个非线性波方程的李对称与精确解

为研究一个非线性波方程,借助符号计算软件 Maple,采用李对称分析并结合动力系统理论的分支方法,得到该方程的李点对称和行波解的精确参数表达式,并给出了行波系统的相图。结果表明,李对称分析对于研究非线性发展方程是一个有效的数学工具。     

神经网络非线性系统自适应控制的研究

提出了一种新的神经网络非线性系统自适应控制方法采用改进的ＢＰ算法，避免了选取学习速率的麻烦仿真结果表明：该方法对非线性系统及突加外干拢、参数突变具有较强的自适应能力     

一种非线性姿态系统的渐近解耦控制律

介绍了一种非线性姿态系统的渐近解稳定控制律。从卫星姿态控制的具体问题出发,针对姿态系统模型自身的非线性特点和控制任务要求,将原非线性控制系统变换为一渐近解耦、渐近稳定系统。在三个体轴旋转角速度和三个姿态角都可以得到的前年下,选取姿态角偏差作了新的状态变量,给出角偏差方程解耦时体轴旋转角速度所应满足的一个条件,并通过构造一类稳定的系统,求解出使这个解耦条件渐近成立的非线性反馈稳定控制律。所得到的渐近