冲击载荷下舰载电子机柜采用双层隔冲措施的探索研究

提出了舰载电子设备隔振系统冲击动响应分析的方法和隔振系统的抗冲击设计原则.通过对框架薄板构件组成的电子机柜的简化有限元模型计算,并对隔振器的相关设计参数进行了优化.提出了双层隔冲的机柜抗冲击措施.     

磁流变无级调速技术的研究

磁流变液(MRF)是一种新型智能材料,介绍了一种磁流变无级调速器(MRCVT),对其恒转矩特性和动态响应进行了试验研究。提出MRCVT对不同工作负载的调速方式,并进行了各种调速方式和节能比较试验。试验证明,MRCVT调速具有控制简单,控制功率小,调节范围宽,调速平稳等一系列特点。     

汽车起重机刚柔耦合振动特性研究

针对某型号汽车起重机,根据多体系统传递矩阵法,建立了包含柔性臂的多刚柔体系统动力学模型,研究了起重机系统的频率响应,分析了起重机在起升过程中的冲击载荷特点,计算了起重机系统的冲击响应。根据弹性形变与应力的关系,推导出了动应力计算公式,求出了柔性吊臂在起升冲击载荷作用下的动应力分布并与试验结果对比。研究了不同衰减系数的电机对吊臂最大动应力的影响。     

基于阶跃响应的反向响应过程的预测函数控制

通过分析被控过程产生反向响应的内在机理,基于过程阶跃响应系数利用预测函数控制算法实现反向响应过程的控制。将系统控制结构归结为内模控制结构,并在此基础上给出控制系统的鲁棒稳定性证明。该方法的优点是所得控制器结构简单、参数易于调节,且所给方法也适用于其他非最小相位系统的控制。实验结果证实该方法有很强的抗干扰能力和较好鲁棒性。     

大型回转窑支承滚圈的有限元动力特性分析

滚圈是回转窑最重要的支承部件,运转中弯曲应力造成的疲劳开裂是其主要失效形式。回转窑运行中由于自身因素及外界的冲击突变载荷导致运行轴线动态变化而给滚圈带来动应力,从而加速其疲劳破坏。文章分析了滚圈动载荷分布情况,采用有限元法对支承滚圈进行模态分析,得到支承滚圈的模态特性及其动态危险部位;进行突变阶跃载荷下的瞬态动力响应分析,得到位移应力响应规律,并分析动应力对部件疲劳强度的影响。所做结论是回转窑结构静力分析的补充和发展,为设备的动态健康维护和结构强度分析奠定了基础。     

求解复杂结构系统动态响应的一种方法

提出求解复杂结构系统动响应的一种计算方法。推导了子结构动响应的计算公式，利用静凝聚技术将每个子结构的内部坐标凝聚到界面坐标上，根据界面协调条件，求出界面的物理量，然后回代到各个子结构计算其内部的动响应。通过这样的方法进行综合分析，便于解复杂结构系统的动响应问题。最后给出算例。     

Robust fast controller design via nonlinear fractional differential equations

A new method for linear system controller design is proposed whereby the closed-loop system achieves both robustness and fast response. The robustness performance considered here means the damping ratio of closed-loop system can keep its desired value under system parameter perturbation, while the fast response, represented by rise time of system output, can be improved by tuning the controller parameter. We exploit techniques from both the nonlinear systems control and the fractional order systems control to derive a novel nonlinear fractional order controller. For theoretical analysis of the closed-loop system performance, two comparison theorems are developed for a class of fractional differential equations. Moreover, the rise time of the closed-loop system can be estimated, which facilitates our controller design to satisfy the fast response performance and maintain the robustness. Finally, numerical examples are given to illustrate the effectiveness of our methods.     

神经网络技术在称重传感器中的应用

通过实际模型及其分析提出了几种快速称重方法和提高传感器性能的原理,着重阐述了基于神经网络理论,设计出称重传感器神经网络动态补偿器和提高传感器性能。仿真研究表明有效的提高了传感器动态响应的快速性,且对系统参数变化具有鲁棒性。将先进控制理论应用于实际传感器系统中,为提高传感器性能开辟了新途径,促进了称重传感器行业的发展。     

热电偶动态补偿数字滤波器设计

为满足快速测温的要求,采用极点配置法设计了一种动态补偿数字滤波器,仿真结果表明,有效地提高了热电偶的动态响应过程。该设计具有实用性强和测量精度高的特点。     

基于实际道路激励谱的摩托车车架随机响应分析

介绍了实际道路载荷谱的采集,并利用美国MTS公司的道路模拟试验机和远程参数控制技术(RPC)模拟迭代出接近实际响应的驱动信号.利用MD.Nastran有限元分析软件建立某摩托车车架动态分析模型.以迭代出的驱动信号作为模型的输入并进行仿真分析,得到了与道路模拟试验较为一致的结果.     

带有摩擦的机器人鲁棒控制

根据机械系统中摩擦力的特性,把有关标量情况下摩擦力的结论推广到矢量空间中,使机器人系统中的外部随机干扰控制问题具体化。首先利用反馈控制技术,把基于拉格朗日方程的机器人动力学模型转化成一个线性状态方程,并详细介绍这一转化过程。然后基于此线性状态方程,应用李雅普诺夫函数稳定性理论,针对摩擦力的一般特性,设计鲁棒补偿控制器来抑制摩擦力对机器人控制系统的影响,以使机器人实际运动轨迹能够全局渐近收敛于所给定的期望轨迹。所设计的控制器具有理论清晰、设计简单、鲁棒性好等优点。给予完整的理论证明,最后以两关节机器人为例,给出仿真试验结果。通过对比采用不同控制器所得出的不同仿真结果,可以看出所提出的鲁棒控制器具有较好的实用效果。     

A METHOD FOR DETERMINING THE DARK RESPONSE FOR SCIENTIFIC IMAGING WITH SMARTPHONES

The proliferation of smartphone technology has provided an unprecedented opportunity for greater community participation in collaborative scientific observations that were once out of reach due to cost, accessibility, and ease of use. Currently, there have been several applications making use of the various sensors included in a smartphone, particularly the image sensor, which has been used in a wide range of scientific endeavors including air quality and medicine. Like all digital image sensors, the smartphone sensor is subject to noise, particularly that related to dark current. The objective of this article is to present the development and testing of a method to determine the dark response that a smartphone camera may experience under different temperatures representative of the environmental conditions for scientific imaging. This has required the development and testing of a specially developed application. This was tested in the evaluation and analysis of the dark response of a smartphone camera for the range of 8–38°C. The mean of the dark response was relatively unchanged over this range. The method developed in this paper allows the rapid and easy determination of the dark response of smartphone image sensors, enabling this to be readily subtracted from the signal in the development of scientific investigations.     

电动助力转向系统参数研究及优化设计

利用电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统和二自由度整车的集成动力学模型,建立了汽车转向系统性能评价的转向路感、转向灵敏度和转向稳定性指标函数.通过频域仿真分析,研究了EPS系统结构与控制参数和转向性能指标之间的关系曲线.以转向路感和转向灵敏度有效频域能量均值为优化目标,转向稳定性为约束条件,建立了EPS系统多目标优化设计模型,并利用MATLAB遗传算法(Genetic Algorithm,GA)工具箱进行了优化设计.最后,对优化前后的系统进行了仿真对比分析.结果表明:EPS系统转向性能得到了较大提高,能够对EPS系统结构和控制参数进行匹配优化设计.     

机械系统中的非线性动力学问题及其研究进展

综述机电系统的非线性动力学问题的研究现状和方法，主要包括机电工程中非线性动力系统的响应、分岔和混沌问题。简要介绍结构稳定性和非线性动力系统的分岔理论，给出研究机电系统中的非线性动力学问题的几种主要方法。讨论理论研究结果在弹性机构问题、机械柔性结构问题、旋转机械、航天工程和其它一些机械工程问题中的应用，指出了所存在的问题及其发展趋势。     

雪地车动力传动系统设计与匹配

在考虑加速、爬坡、最高车速、燃油消耗等车辆性能指标的基础上,对雪地车动力参数进行匹配,以获得最佳的动力经济性能,具有重要的意义.论文在对雪地车进行动力性分析的基础上,根据整车设计要求进行传动比的设计,匹配了无级变速传动系统(CVT)与齿轮箱的速比.根据匹配方案,对雪地车动力经济性进行了研究,得到了最高车速、百公里油耗等指标,满足了设计要求,为无级变速传动系统及减速箱的开发提供了理论依据.     

基于遗传算法的自动平衡数字式显示仪表的PID控制器设计

在介绍数字自动式字显示仪表工作原理的基础上，分析了显示仪表各部分结构参数对系统动态性能的影响，并建立了数学模型。根据系统动态性能指标的要求，基于遗传算法设计了一种PID控制器，并利用MATLAB语言对该数学模型进行了仿真。仿真结果表明：该仪表具有无超调量、调节时间短、PID参数整定简单等优点，能满足实际应用对动态性能要求。     

金刚石压机压力误差补偿的PID控制研究

金刚石压机压力控制系统性能的好坏决定了金刚石的合成品质,该液压系统是一个精度要求高、易受干扰、响应滞后的复杂机电液耦合系统,很难建立一个全程精确的系统模型。提出一种加入补偿因压力损失导致顶锤位移产生的误差,并结合单神经元PID的控制方法。采用位移传感器测量压机液压缸的有效行程,反馈至单神经元PID控制系统,引入有监督的Hebb性能学习指标,通过不断学习,自动调节PID控制器权值来提高跟踪精度。仿真实验表明,该控制方法易于处理器的编程,自适应性强,对系统的改进是有效的。     

Frequency domain based real-time performance optimization of Lur'e systems

Nonlinear effects can lead to performance degradation in (controlled) dynamical systems. This paper provides a practical method to optimally compensate performance degrading nonlinear effects in Lur'e-type systems in an automated way. Using novel frequency domain based techniques, a well defined performance measure is derived and real-time performance optimization is achieved by application of extremum seeking algorithm. This yields a new method for real-time compensation of performance degrading nonlinear effects, which is successfully demonstrated in both simulation and experiment.     

基于小波包变换的二滩大坝地震响应能量分析

由于地震响应信号具有明显的非平稳特性,为分析其在不同频带的能量分布规律,结合实际地震监测数据,利用小波包分析良好的时频局部化性质和均匀频带划分能力,对二滩大坝地震动响应信号进行研究。首先,简略地对比了小波变换与小波包变换的异同,讨论了基小波选取的侧重点,提出了小波基混频度的概念,并作为选取小波基的评判指标;其次,对坝体不同位置响应信号在不同频段内进行展开,讨论了不同测点、不同方向上响应信号能量在各频带上的分布规律;最后,总结了结构响应信号的能量在频带上的分布与信号的方向及结构的位置关系。研究结果可为大坝的抗震减振以及与能量相关的安全评估方法提供理论基础。     

Time-frequency characterization of nonlinear normal modes and challenges in nonlinearity identification of dynamical systems

Presented here is a new time-frequency signal processing methodology based on Hilbert-Huang transform (HHT) and a new conjugate-pair decomposition (CPD) method for characterization of nonlinear normal modes and parametric identification of nonlinear multiple-degree-of-freedom dynamical systems. Different from short-time Fourier transform and wavelet transform, HHT uses the apparent time scales revealed by the signal's local maxima and minima to sequentially sift components of different time scales. Because HHT does not use pre-determined basis functions and function orthogonality for component extraction, it provides more accurate time-varying amplitudes and frequencies of extracted components for accurate estimation of system characteristics and nonlinearities. CPD uses adaptive local harmonics and function orthogonality to extract and track time-localized nonlinearity-distorted harmonics without the end effect that destroys the accuracy of HHT at the two data ends. For parametric identification, the method only needs to process one steady-state response (a free undamped modal vibration or a steady-state response to a harmonic excitation) and uses amplitude-dependent dynamic characteristics derived from perturbation analysis to determine the type and order of nonlinearity and system parameters. A nonlinear two-degree-of-freedom system is used to illustrate the concepts and characterization of nonlinear normal modes, vibration localization, and nonlinear modal coupling. Numerical simulations show that the proposed method can provide accurate time-frequency characterization of nonlinear normal modes and parametric identification of nonlinear dynamical systems. Moreover, results show that nonlinear modal coupling makes it impossible to decompose a general nonlinear response of a highly nonlinear system into nonlinear normal modes even if nonlinear normal modes exist in the system.