直接求解多维多点非平稳激励的虚拟激励法

为了进一步推广多维多点非平稳虚拟激励法在工程中的应用和解决传统虚拟激励法在通用有限元中实现困难等问题,以一座铁路钢构桥为例,基于ANSYS软件平台,研究了虚拟激励法在实际工程抗震分析中的应用问题,通过在总质量矩阵上“置大数”的方法,将单维单点激励扩展到多维多点虚拟激励,并将非平稳激励转化为一系列确定性外力作用,从而避免了求解静力影响矩阵的繁琐。研究结果表明：所采用的方法具有较高的精度,并能高效地将多维多点非平稳虚拟激励法与通用有限元软件结合,节约了自编程序的时间,使得工程师更容易接受和运用。     

非线性动力方程的精细时空有限元方法

根据Hamilton变作用定律构造了时空有限元矩阵;并根据传递矩阵原理,利用时间的一维性将时空有限元矩阵变换为时间方向的传递矩阵,将初值问题转化为一般矩阵相乘问题以方便求解。为了保证计算的稳定性,参考了精细积分的思想提出精细时空有限元方法,并给出线性问题在时间级数荷载作用下的计算式。数值分析结果证明该方法在线性问题分析上非常准确并可以推广到非线性动力方程的求解;只需将非线性解看作初始解和增量解的叠加,通过精细时空有限元线性求解方法计算增量解,逐步修正后即可得到非线性解。结果表明该方法是一个有效的求解非线性动力方程的方法。     

冲击噪声背景下基于稀疏表示的双基地MIMO雷达多目标定位

该文研究了对称稳定分布(SS)冲击噪声下双基地MIMO雷达的多目标定位问题。针对SS噪声下因二阶矩不存在而造成子空间类算法估计性能下降的不足,提出了矩阵行2范数最大的预处理方法对接收数据进行归一化,使得归一化后的协方差矩阵有界,并以拉直后的协方差矩阵构造稀疏线性模型,提出了基于协方差矩阵-近似零范数(Covariance Matrix Smoothed L0 norm, CMSL0)算法进行目标的发射角和接收角估计。仿真实验表明：通过矩阵行2范数最大化预处理之后,MUSIC(Multiple Signal Classification)和CMSL0算法均能有效地估计出目标的角度,并且CMSL0算法的估计精度及对冲击噪声的稳健性均优于MUSIC算法。此外,与MUSIC算法相比,CMSL0算法不要预先估计目标源的数目,且收发阵元不受半波长间隔的限制。     

直线特征的交互矩阵求取

直线特征在视觉跟踪、视觉伺服中具有重要作用, 但目前的直线交互矩阵的求取受到制约, 需要已知含有直线的平面在摄像机坐标系中的方程参数. 为摆脱含有直线的平面参数的约束, 本文利用两点的极坐标推导出直线的交互矩阵, 并给出直线交互矩阵求取方法. 经分析得知, 对于与摄像机光轴接近垂直的直线, 其在成像平面上的角度变化主要受摄像机姿态变化的影响, 对摄像机的位置变化不敏感. 对于与摄像机光轴平行的直线, 其在成像平面上的角度变化受摄像机旋转以及垂直于光轴平移 的影响较大. 实验结果验证了本文方法的有效性.     

微流星体碰撞对日地L2点Halo轨道的影响

空间中存在大量高速运动的微流星体,与在轨运行的航天器发生碰撞后将导致轨道偏离、性能下降、结构破坏甚至航天器失效.由于Halo轨道具有不稳定的特性,本文主要探究微流星体碰撞对日地L2点Halo轨道动力学演化规律的影响.首先,建立日地L2点附近轨道的动力学模型,通过微分修正法构造Halo轨道的初始条件,基于Grün微流星体通量模型计算微流星体与航天器碰撞的数量和碰撞引起的速度改变量.然后,采用Runge-Kutta算法求解Halo轨道的动力学方程,研究碰撞速度改变量引起的轨道偏差随时间的演化规律.此外,采用状态转移矩阵方法分析初始状态偏差的演化规律,并与数值积分方法对比.最后基于状态转移矩阵方法分析了不同碰撞速度改变量的大小和方向引起的动力学响应.研究发现,状态转移矩阵在短时间内得到的结果与数值积分方法基本一致,而且只需一次矩阵乘法即可通过初始状态偏差计算得到末时刻状态偏差,具有非常高的效率.研究结果表明,由于Halo轨道固有的不稳定特性,所以初始时刻微流星体碰撞引起的微小状态偏差会快速增长,导致消耗更多控制燃料,最终将影响航天器的寿命.此外,微流星体碰撞的速度改变量的方向对偏差传递的规律有重要的影响.     

土石坝防渗墙体与坝体间摩擦接触单元理论研究

土石坝中常存在变形性能相差很大的两种材料相接触的情况,如混凝土防渗墙与两侧坝体的接触等。在一定的受力情况下,有可能在接触面上发生错动或开裂。为反映这种情况,可在接触面上设置摩擦接触单元。     

矩阵变换器双电压合成策略的非线性补偿法

为减少矩阵变换器因换流的延时、开关管的导通压降对输入、输出性能的影响,基于双电压合成调制策略,对四步换流的死区效应、管压降形成的机理进行了定量分析,得出了一种非线性补偿方法。该方法根据双电压合成策略由输入电压瞬时值合成输出电压的特点,将管压降产生的电压误差考虑到理想参考输出电压中得到新的参考输出电压,补偿因换流的延时引起输出电压误差所需的调制时间,并在dSPACE硬件实时仿真平台进行了实验验证。结果表明,该非线性补偿方法不仅不需增加硬件及复杂的软件,简单易行,且减少了输出电流的谐波,改善了矩阵变换器的输出性能。     

基于双级矩阵变换器的直接转矩控制系统

研究了基于双级矩阵变换器的异步电机直接转矩控制策略。传统的直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)算法直接施加在双级矩阵变换器的逆变级,而在整流级使用空间矢量调制的方法。在此设计了一种特殊的换流策略,即在整流级换流前后,在逆变级插入零开关状态,保证了整流级的零电流换流特性。该方法结合了DTC和双级矩阵变换器的优点。设计并实现了实验样机系统,实验结果验证了该控制策略的可行性和有效性。     

基于最差性能最优的稳健STAP算法

导向矢量失配和协方差矩阵失配是影响空时自适应处理(STAP)性能的两大主要因素,基于在最差情况下的性能最优,提出了一种稳健的STAP算法.通过对原始问题的数学描述,建立了基于最差性能最优的稳健STAP算法模型,并将原始模型进行等价转换成可以处理的加载样本矩阵求逆(LSMI)算法,得到了加权矢量的具体表达式,通过对Lagrange乘数λ的准确计算,从而给出了LSMI算法中准确的加载量,解决了对角加载技术中加载量估计的难题.仿真分析表明了该算法的正确性和有效性.     

求解弱非比例阻尼系统实模态解的阻尼矩阵摄动法

提出了一种求解弱非比例阻尼振动系统实模态解的摄动方法和将非比拟阻尼矩阵分解为比例阻尼矩阵和余项阻尼矩阵的方法.对于弱非比例阻尼振动系统,通过同时对阻尼矩阵和响应矢量进行小参数摄动,将原非比例阻尼系统分解为一系列的比例阻尼振动系统,在此基础上用正则模态变换将各阶比例阻尼的摄动方程解耦,从而求得原非比例阻尼振动系统的近似解析解.计算实例表明,此方法的结果与数值计算结果十分吻合.