简介：研究3D刚体摆姿态稳定性的滑模控制问题．3D刚体摆由一个刚体绕一固定且无摩擦的支点旋转，刚体受到恒重力作用且具有三个转动自由度．针对3D刚体摆平衡位置处的姿态稳定控制问题，设计了滑模控制器并分析了角速度和姿态的渐进稳定性．由Lyapunov直接法找出了各个滑模系数取值的充分条件，并通过数值仿真实验验证了滑模控制方法的有效性．

简介：基于翼伞系统归航轨迹的特点,采用Serret-Frenet坐标系表示距离"平衡"轨迹的偏差,得到线性时不变的误差运动方程.由此误差方程可以得到控制量与轨迹偏差之间的传递函数,直接进行轨迹控制器的设计.对于控制器输入所需的轨迹偏差和偏差率可以采用解析的方法近似求解,极大地简化了计算.整个设计流程简单明了,采用PD控制器进行轨迹跟踪的算例表明此套方法的有效性.

简介：针对复合材料层合悬臂板,在其上表面铺设压电纤维复合材料MFC作为作动器,同时在下表面对称铺设压电薄膜（PVDF）作为传感器,应用速度反馈控制方法研究其主动振动控制.运用Hamilton原理和假设模态法推导含多个MFC作动器的复合材料层合板的力电耦合结构运动方程,其中考虑了MFC作动器作为悬臂板附加质量及刚度的影响.基于模态控制力/力矩最大化的原则,将多对MFC作动器/PVDF传感器铺设在层合悬臂板前几个低阶模态应变最大的区域,通过算例得出结构受控前后的时域和频域响应以及各MFC作动器所需的控制电压曲线.讨论复合材料层合板纤维铺设角度不同情况下,作动器MFC铺设位置及压电纤维铺设方向的相应变化.

简介：利用多体分析软件ADAMS建立了多自由度汽车整车多体动力学仿真模型，并进一步简化为15自由度非线性模型，结合2自由度线性模型建立PID控制策略，进行了冰面单周正弦工况下的汽车操纵稳定性仿真试验研究，采用自适应模拟退火算法与非线性序列二次规划法相结合的组合优化方法对控制系统的控制参数进行了分析和优化．结果表明，该控制方法能够大幅度提高车辆的操纵稳定性和安全性，能够适应复杂的路面和行驶工况，取得了良好的效果．

简介：探讨了漂浮基空间机械臂系统在轨捕获参数未知目标卫星后组合体航天器的镇定控制问题.首先在耦合空间机械臂系统捕获目标卫星操作过程动量、冲量的传递的基础上,建立了适用于漂浮基空间机械臂系统在轨捕获漂浮卫星控制系统设计的组合体航天器数学模型.利用该模型,设计了一种基于模糊高斯基神经网络的非奇异Terminal滑模控制算法.提出的控制算法不仅不要求系统动力学方程关于惯性参数呈线性函数关系,而且也不需要预知系统惯性参数;由于利用神经网络的自学习能力修正模糊控制的控制规则和隶属函数,这样在系统参数识别中,模糊神经网络可减少模糊规则数,更适应于空间机械臂系统在轨捕获的实际应用.最后通过仿真试验对比结果验证了所提出的控制算法的有效性.

简介：针对丝杠传动系统从自由空间运动过渡到约束空间力控制过程中，接触不同环境刚度时接触力的动态特性是不同的，并且存在冲击、高频振动甚至不稳定，以及稳态力跟踪阶段的扰动引起的不稳定问题，提出用加速度传感器反馈来增加系统力控制的阻尼，抑制在力控制的接触过渡过程和力维持跟踪过程中因为碰撞和外部扰动等原因产生的高频振动，克服单纯速度反馈控制带宽比较窄的局限性，增加系统的稳定性．建立了基于多传感器的实验平台，进行了接触力控制的实验比较研究，实验结果表明该方法是可行的．

简介：对含有非线性时滞位移的vanderPol-Duffing方程进行了研究,着重研究了时滞参数对vanderPolDuffing系统Hopf分叉及极限环幅值的控制.首先采用摄动法从理论上推导出极限环幅值与时滞参数之间的关系,分析时滞参数对幅值大小的影响,并着重讨论了不改变振动频率情况下对幅值的控制.通过对零解的稳定性分析,得出Hopf分叉产生的条件.最后用数值计算的方法验证了理论计算结果,数值计算结果与理论结果相当吻合.

简介：利用群论的方法研究系统的对称性,可以将对称系统分解为一系列互相独立的子系统,使系统的H2和H∞控制可以在低维子系统上设计实现,从而减少控制系统设计中的计算量,这一点对于大规模系统的控制尤其重要.简要介绍了利用系统对称性简化Lyapunov方程和Riccati方程的求解,以及计算控制系统的范数等几个例题,这些都是H2和H∞控制中常见的计算问题.

简介：基于线性矩阵不等式方法，提出了一种新的考虑参数不确定性的鲁棒H2／H∞控制器设计方法，并用于车辆主动悬架设计．假定系统不确定参数是范数有界的，通过引入同一个Lyapunov矩阵来同时满足闭环系统的也和H∞性能条件，把鲁棒H2／H∞控制器设计转化为具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题，进而应用内点法等凸优化技术进行求解．以四分之一车辆模型主动悬架设计为例，进行了数值仿真．结果表明，无论车辆簧上质量是否存在变异，鲁棒H2／H∞控制器均能给出很好的控制效果．

简介：使用Chebyshev-Gauss(CG)伪谱法研究带动量轮和推力器的欠驱动航天器姿态最优控制问题.基于欧拉姿态角和动量矩定理导出两类航天器姿态运动模型,采用Clenshaw-Curtis积分近似得到性能指标函数中的积分项,应用重心拉格朗日插值逼近状态变量和控制变量,将连续最优控制问题离散为具有代数约束的非线性规划(NLP)问题,通过序列二次规划(SQP)算法求解.数值仿真结果表明,对两类欠驱动航天器的姿态机动最优控制均能达到设计控制要求,得到的姿态最优曲线与验证得到的曲线几乎完全重叠.

简介：应用数学与力学经常使用小参数摄动近似.在物理与力学中有大量保守体系的分析.保守体系的特点是保辛.本文指出小参数摄动法保辛的问题应予考虑.位移法摄动是保辛的,而辛矩阵的加法摄动则未能保辛.数值例题给出了对比.

简介：针对异步电机矢量控制需要实现定、转子电路解耦的一个关键问题是准确地观测转子磁链.提出了一种以异步电机在两相同步旋转坐标系下的定子电流和转子磁链为状态变量的基于滑模变结构思想的转子磁链观测器,对滑模变结构输入控制信号的设计使得滑模运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,并利用李亚普诺夫理论证明了算法的收敛性.通过仿真表明,该方法具有较高的转子磁链观测准确度,对转子电阻的变化具有很强的鲁棒性,能够改善异步电机矢量控制调速系统的动静态性能.

简介：分析力学历来是在动力学范围内论述的,结构力学与最优控制模拟关系的共同基础就是分析力学.这表明在结构力学与最优控制理论的架构内也应有分析力学的整套理论.本文就结构力学讲述分析力学,称分析结构力学.保守体系可用Hamilton体系的方法描述,其特点是保辛.保辛给出保守体系结构最重要的特性.有限元法是从结构力学发展的,有限元的单元刚度阵应保持对称性,其实这就是保辛.根据区段单元变形能只与其两端位移有关,就可通过数学分析得到Lagrange括号与Poisson括号,展示了其辛对偶体系、正则方程、正则变换等的内容.

简介：对于受迫振动系统,当激励频率增加并且通过共振(临界)频率时,系统的振幅将达到其峰值.通过相位调制可以有效地减小共振振幅,其机理是振幅的变化取决于相应和激励之间的相位差,而此相位差可以通过控制激励频率的变化规律进行调制.该方法由受变频率脉冲激励的悬臂梁进行了实验验证.实验结果表明,对于给定的最大频率增加速率,通过相位调制可以将共振振幅减小18%左右.

简介：介绍了一种实数快速傅里叶变换(FFT)的设计原理及实现方法,利用输入序列的对称性,将2N点的实数FFT计算转化为N点复数FFT计算,然后将FFT的N点复数输出序列进行适当的运算组合,获得原实数输入的2N点FFT复数输出序列,使FFT的运算量减少了近一半,很大程度上减少了系统的运算时间,解决了信号处理系统要求实时处理与傅里叶变换运算量大之间的矛盾.同时,给出了在TMS320VC5402DSP上实现实数FFT的软件设计,并比较了执行16,32,64,128,256,512,1024点实数FFT程序代码与相同点数复数FFT的程序代码运行时间.经过实验验证,各项指标均达到了设计要求.

简介：研究了不确定参数的Lorenz系统和Rossler系统的异结构同步问题.基于Lyapunov稳定性理论,采用主动同步,自适应同步两种方法实现异结构混沌系统的同步,并且利用数值模拟来阐释理论的有效性.

简介：为了更快速、高效地确定含润滑铰间间隙对机构动态特性的影响,文中建立了一种新的计算思路.首先,通过理想机构与含间隙机构的运动学模型求出间隙力,进一步把间隙力以主动力的形式带入动力学方程,得到机构的相应动态特性.然后,以含间隙与润滑的曲柄滑块机构为例,基于二状态接触模型与流体润滑模型,对比分析该模型与干摩擦模型,来进一步验证该方法的正确性与可行性.Simulink仿真数据表明,文中建立的模型能有效地抑制机构的振动,动态特性更接近于理想模型,符合实际情况.

简介：研究了弓鳍目鱼“尼罗河魔鬼”的柔性波动长背鳍．针对波动长鳍大的柔性变形特征，提出了由N根刚性鳍条依靠柔性薄膜连接组成的柔性波动长鳍简化模型；在分析长背鳍运动和流固耦合的基础上，建立了柔性波动长鳍的运动学模型；进而，从弹性薄壳理论出发，考虑柔性长鳍结构的几何非线性，并引入无矩薄壳理论的假定，建立柔性长鳍波动的平衡方程．依据所建立的运动学模型和柔性长鳍波动的平衡方程，可以进一步解析柔性长鳍波动运动的动力学性能．

简介：在Goodwin与Puu的宏观经济思想基础上,得到了一个推广的非线性动力学经济周期系统.首先用数值方法研究了此系统在特定参数条件下的全局分岔行为.然后结合最大Lyapunov指数,详细讨论了系统在分岔过程中动力学特征的转变.通过分析分岔图形发现在某些参数区间内倍周期分岔导致了混沌;在混沌区域内嵌有多个周期窗口;"加速数"值的增加可以促进经济的周期性运动.最后介绍了分岔和混沌分析得到的动力学性质对理解经济波动的应用.

简介：气体炮以其优良的性能,在兵器弹道环境模拟领域得到了较好的应用.首先分析了典型弹药的发射环境参数,并找出了其特征值.然后运用气体动力学的相似理论建立了气体炮的内弹道模型,并在计算机上进行了数值模拟.为后续气体炮的结构设计、相关设备的选型、气体炮参数的调整提供了理论依据.