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11 篇 上海大学
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7 篇 南京航空航天大学
7 篇 华南理工大学
7 篇 北京理工大学
7 篇 南京理工大学
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作者

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9 篇 陈予恕
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6 篇 杨晓东
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6 篇 李静
6 篇 刘深泉
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柔性操作臂运动基参数激励机理及非线性振动特性

柔性操作臂运动基参数激励机理及非线性振动特性

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：刘玉飞李威杨雪锋中国矿业大学机电工程学院

柔性操作臂具有轻质、低能耗等特点,在航空航天、微操作机器人、精密制造加工等领域有着广泛的应用。然而,在操作臂执行任务的过程中极易出现的残余振动,严重影响系统的操作精度和结构的使用寿命。本文将柔性操作臂表征为刚性运动基与... 详细信息

柔性操作臂具有轻质、低能耗等特点,在航空航天、微操作机器人、精密制造加工等领域有着广泛的应用。然而,在操作臂执行任务的过程中极易出现的残余振动,严重影响系统的操作精度和结构的使用寿命。本文将柔性操作臂表征为刚性运动基与柔性臂的耦合结构,对运动基采用电机驱动的柔性操作臂的非线性振动特性进行研究。考虑到由于电磁参数和机构惯性等因素的作用,运动基的运动速度并非理想恒定,运动基的驱动速度波动影响柔性臂的振动特性及控制精度。通过对运动基的驱动特性进行表征,建立运动基含有波动的刚性运动与柔性臂弹性振动的耦合动力学模型;结合耦合动力学模型,通过实验方法研究运动基的驱动特性与参数激励的作用机理,确定驱动速度与激励频率和幅值间的关系;基于耦合动力学模型和参数激励机理,进一步研究不同驱动特性下柔性臂的非线性振动特性;根据柔性臂的非线性振动特性,优化运动基的驱动特性,实现驱动速度波动的抑制以及柔性臂的振动控制。

关键词：柔性操作臂耦合动力学波动参数激励振动控制

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双频激励下带挤压油膜阻尼器的转子系统振动特性研究

双频激励下带挤压油膜阻尼器的转子系统振动特性研究

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：陈会征陈予恕哈尔滨工业大学航天学院

航空发动机转子是一类双转子系统,系统中包含两个不同频率的不平衡激励,若此类转子系统中包含着非线性因素,则在两个频率的激励作用下,可能会出现区别于线性系统的组合共振现象,对系统安全稳定运行产生不良影响。本文针对在双频激励下... 详细信息

航空发动机转子是一类双转子系统,系统中包含两个不同频率的不平衡激励,若此类转子系统中包含着非线性因素,则在两个频率的激励作用下,可能会出现区别于线性系统的组合共振现象,对系统安全稳定运行产生不良影响。本文针对在双频激励下、带有挤压油膜阻尼器的转子系统的组合共振进行研究。首先建立双激励作用下的单盘转子系统动力学方程,其中一端为弹性支承,一端为弹性支承并联挤压油膜阻尼器,油膜力为雷诺方程短轴承近似获得的雷诺边界条件的油膜力模型,并且考虑两个不平衡激励作用在不同的轴向位置。对建立的八自由度动力学方程通过数值方法进行求解,得到系统的相图、轴心轨迹、三维瀑布图等。研究表明,系统中存在的组合共振现象在两个激励频率的共振区均可出现,且组合共振频率为一个频率的基频和另一个频率的二倍频的差值组合。

关键词：双频激励转子系统挤压油膜阻尼器组合共振

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非线性模态两种方法研究扩展

非线性模态两种方法研究扩展

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：杨松杨晓东北京工业大学机电学院

传统的模态分析理论在工程实际中的广泛应用及振动问题中普遍存在的非线性因素,使线性模态理论发展到非线性模态理论成为必然。非线性模态的概念最早由Rosenberg引入,研究离散,无阻尼,保守非线性系统的自由振动。本文将采用基于能量法和... 详细信息

传统的模态分析理论在工程实际中的广泛应用及振动问题中普遍存在的非线性因素,使线性模态理论发展到非线性模态理论成为必然。非线性模态的概念最早由Rosenberg引入,研究离散,无阻尼,保守非线性系统的自由振动。本文将采用基于能量法和Galerkin法由不变流行分析离散和连续系统的非线性模态1.能量法建立无阻尼连续系统的非线性模态是一类一维的,保守的,连续的系统。在其振动周期中,所有质点到达振幅极值瞬时相同。在非线性模态中,任意质点运动被限定在一个确定质点的模态函数,能量保守系统使质点运动满足偏微分模态函数方程。上述方法可用扰动方式近似解决,非线性模态稳定性研究扩展到对应变化方程的正交多项式和研究线性微分方程周期参数结果使用Floquet分析。举例应用一般理论研究简支梁的非线性模态。2.研究非线性模态基于Galerkin法由不变流形构造非线性系统模态的方法。该方法以Shaw和Pierre提出的非线性模态定义为基础,运用不变流形理论,结合Galerkin法求出相应约束关系式,得出系统的不变流形方程,进而得到系统的不变流形,构造出系统的非线性模态。并举例说明。

关键词：非线性模态周期运动能量法不变流形

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具有输入时滞的柔性机械臂系统自适应控制设计

具有输入时滞的柔性机械臂系统自适应控制设计

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：陈龙祥蔡国平上海交通大学工程力学系

本文针对具有外界不确定扰动、非线性特性以及建模误差等的柔性机械臂系统进行时滞跟踪控制研究,其中控制律采用模型参考自适应控制方法进行设计。首先考虑不确定因素建立柔性机械臂系统动力学模型,并根据柔性机械臂系统动力学模型建立... 详细信息

本文针对具有外界不确定扰动、非线性特性以及建模误差等的柔性机械臂系统进行时滞跟踪控制研究,其中控制律采用模型参考自适应控制方法进行设计。首先考虑不确定因素建立柔性机械臂系统动力学模型,并根据柔性机械臂系统动力学模型建立系统的时滞参考模型,控制设计目的是使柔性机械臂系统的动力学行为与参考模型的动力学行为一致;然后根据参考模型得到系统误差方程,由于时滞量的存在,所得到的系统误差方程包含有时滞项和不确定的参数。为了消除时滞和不确定因素对控制设计的影响,利用已知的参考模型响应设计自适应控制律,并在控制设计时引入辅助模型将带有时滞的误差模型转化为形式上不包含时滞量的误差动力学模型;最后采用Lyapunov稳定性理论得到系统预估参数的更新规律。仿真结果表明,本文所采用的时滞自适应控制方法在有效地跟踪系统大范围运动的同时,抑制柔性结构的振动。

关键词：柔性机械臂时滞自适应控制非线性系统不确定扰动

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绳系拖挂车辆的动力学仿真和控制

绳系拖挂车辆的动力学仿真和控制

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：马洪超陈宁王玉南京林业大学机械电子工程学院南京林业大学汽车与交通工程学院

绳系拖挂车辆是指由非专业拖车用绳子牵引一辆故障车行驶的临时性现象。这种拖挂方式存在许多安全问题,操纵稳定性差,前后车跟随性差,因此在用绳子牵引故障车(拖车)驾驶的过程中极易引起交通事故。对这种拖挂方式进行动力学仿真研究可... 详细信息

绳系拖挂车辆是指由非专业拖车用绳子牵引一辆故障车行驶的临时性现象。这种拖挂方式存在许多安全问题,操纵稳定性差,前后车跟随性差,因此在用绳子牵引故障车(拖车)驾驶的过程中极易引起交通事故。对这种拖挂方式进行动力学仿真研究可以从理论角度分析其问题症结所在,为利用拖挂故障车辆的转向功能进行控制打下基础。为了研究绳系拖挂车辆系统的操纵稳定性,本文选择Dugoff非线性轮胎模型并建立了七自由度车辆的动力学模型。基于Matlab/Simulink仿真分析了牵引绳长度和拖车转向角对整个绳系拖挂系统的影响;针对仿真结果并结合理论分析影响绳系拖挂车辆系统稳定性的变量,考虑绳系拖挂车辆的实际驾驶状况,提出了挂车前轮转向的反馈控制策略。仿真结果显示所提出的挂车前轮反馈控制策略不仅提高了绳系拖挂车辆的稳定性,也改善了挂车的轨迹跟随性;对于控制策略所引发的的间歇振动问题也给予了理论分析与完善。

关键词： Dugof轮胎模型绳系拖挂车辆操纵稳定性反馈控制

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基于NURBS的等几何摩擦接触分析

基于NURBS的等几何摩擦接触分析

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：陈韬赵振北京航空航天大学航空科学与工程学院

接触问题是力学领域最具挑战性的问题之一,尤其是在处理大变形和大范围滑移多体接触问题上。在解决接触问题时,主要涉及两个方面:其一是处理接触约束的方法,其二是接触面的参数化和离散化。本文针对第二点,引入等几何分析方法处理含摩... 详细信息

接触问题是力学领域最具挑战性的问题之一,尤其是在处理大变形和大范围滑移多体接触问题上。在解决接触问题时,主要涉及两个方面:其一是处理接触约束的方法,其二是接触面的参数化和离散化。本文针对第二点,引入等几何分析方法处理含摩擦接触问题。等几何分析利用计算机辅助设计(CAD)几何语言,如NURBS(非均匀有理B样条)构建计算网格;有效消除了传统有限元方法带来的几何不连续性,减轻了接触搜索过程中庞大的计算量,解决了数值结果的接触应力振荡问题。研究基于伽辽金思想,在参数域内以节点构建网格,并以控制点形成实际单元网格,推导等几何接触分析的一般形式。对于二维接触问题,实现NURBS接触面上的接触搜索,利用罚函数法处理接触约束;考虑库伦摩擦,采用预测-校正的弹塑性近似方法处理摩擦力。通过典型算例,将数值结果与理论解和有限元结果对比,验证其准确性。

关键词：等几何分析含摩擦接触 NURBS 接触搜索 KTS方法

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平动点轨道偏差演化特性及其动力学机理

平动点轨道偏差演化特性及其动力学机理

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：张进杨震罗亚中唐国金国防科学技术大学航天科学与工程学院

在三体共线平动点附近,航天器所受两个大天体引力水平相当,其运行轨道属于不稳定轨道。在偏差的影响下,实际运行轨道将迅速远离设计的周期轨道,进而影响平动点航天任务的正常执行。研究平动点轨道偏差演化特性,将有利于在实际任务中规... 详细信息

在三体共线平动点附近,航天器所受两个大天体引力水平相当,其运行轨道属于不稳定轨道。在偏差的影响下,实际运行轨道将迅速远离设计的周期轨道,进而影响平动点航天任务的正常执行。研究平动点轨道偏差演化特性,将有利于在实际任务中规避最快远离路径或以最省推进剂的方式将航天器维持在其设计周期轨道附近。对满足高斯分布的初始偏差协方差矩阵,研究首先采用周期轨道的状态转移矩阵进行传播,验证其在位置、速度构成的相空间中的体积守恒性,确定偏差协方差椭球的扩张方向、收缩方向等,分析其变化规律。然后,研究采用特征值分解的方式计算周期轨道状态转移矩阵的特征值与特征向量,根据特征值确定稳定、临界稳定与不稳定的特征向量,进而采用非线性动力学的Floquet理论分解周期轨道的稳定与不稳定模态。最后,对比偏差协方差椭球的扩张方向、收缩方向与不稳定模态、稳定模态,揭示平动点偏差演化规律的内在动力学机理。

关键词：偏差稳定性模态分解平动点轨道动力学

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一类可变分数阶系统的稳定性与控制

一类可变分数阶系统的稳定性与控制

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：蒋静菲曹登庆陈华涛哈尔滨工业大学航天学院

近年来,对可变分数阶动力学系统研究日益增多。在常数分数阶系统发展的基础之上,将可变分数阶算子引入到动力系统中,研究可变分数阶系统的稳定性与控制是一项的具挑战性的研究工作。本文首先给出了可变分数阶算子的定义,并将此引入到一... 详细信息

近年来,对可变分数阶动力学系统研究日益增多。在常数分数阶系统发展的基础之上,将可变分数阶算子引入到动力系统中,研究可变分数阶系统的稳定性与控制是一项的具挑战性的研究工作。本文首先给出了可变分数阶算子的定义,并将此引入到一类动力系统中,提出一类新异的并且带有不确定项和干扰项的可变分数阶动力学模型。对周期方波形式和随机形式的可变分数阶信号,通过自适应滑膜变结构控制方法,实现了系统的渐近稳定性,并用Lyapunov稳定性理论进行了证明。由于整个控制器设计过程无需预先知道未知参数的估计值和精确值,具有较强的实用性,并且该控制器设计简单,可以很好地实现渐近稳定,所采用的可变分数阶算子更贴近实际,可更为准确地描述出实际动力系统中的动力学性质和形态。最后采用仿真结果给出该动力系统的相图以及系统的状态变量随时间的变化曲线,据此说明了所提方法的有效性。

关键词：可变分数阶 Lyapunov稳定性不确定自适应变结构控制

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星上隔振单元件非线性阻尼特性研究

星上隔振单元件非线性阻尼特性研究

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：郭子熙张尧张景瑞胡权翟光北京理工大学宇航学院

航天器在进行高精度对地观测,宇宙探测等任务中,会受到随机的环境扰动和来自其结构本身的振动,这些扰动都会使航天器的姿态在小范围内产生抖动,进而严重影响了星上光学载荷的成像质量。本文以霍尼韦尔公司生产的D-strut系列隔振器为原型... 详细信息

航天器在进行高精度对地观测,宇宙探测等任务中,会受到随机的环境扰动和来自其结构本身的振动,这些扰动都会使航天器的姿态在小范围内产生抖动,进而严重影响了星上光学载荷的成像质量。本文以霍尼韦尔公司生产的D-strut系列隔振器为原型,研究了以粘滞流体作为阻尼材料而设计出的隔振器的耗能机理,根据流体力学原理建立了D-strut隔振器的动力学模型,分析了3参数模型与3参数-非线性项模型的动力学特性,研究了非线性项较弱时其对系统固有频率的影响,分析了模型中各个参数变化时系统动力学特性的变化规律,为隔振系统的设计提供理论依据;以D-strut隔振器为基本元件设计了用于隔离高频扰动源的多自由度隔振平台,并建立了带有内部扰动源的整星隔振动力学模型,在分析3参数模型与3参数-非线性项模型隔振平台的基础上,研究了非线性项对隔振平台的传递特性的影响,通过频域分析的方法给出了3参数模型与3参数-非线性项模型隔振元件参数设计的一般方法,最后通过数值仿真验证了隔振平台与参数设计的有效性。

关键词：粘滞流体非线性特性隔振平台

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十六极变刚度主动电磁轴承的非线性动力学建模及分析

十六极变刚度主动电磁轴承的非线性动力学建模及分析

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第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议

作者：吴瑞琴张伟北京工业大学机械工程与应用电子技术学院

电磁轴承是利用电磁力使转子稳定悬浮起来的一种新型轴承,可以实现主动控制,是典型的机电一体化产品。由于电磁轴承与转子相互不接触,所以与传统轴承相比它有很多优点,如无机械摩擦和磨损、噪声小、不需润滑装置、可靠性高、耗能少等。... 详细信息

电磁轴承是利用电磁力使转子稳定悬浮起来的一种新型轴承,可以实现主动控制,是典型的机电一体化产品。由于电磁轴承与转子相互不接触,所以与传统轴承相比它有很多优点,如无机械摩擦和磨损、噪声小、不需润滑装置、可靠性高、耗能少等。一般的电磁轴承系统主要由转子、定子、传感器、功率放大器、控制器这五个部分组成。电磁轴承系统是一个非常复杂的非线性系统,系统中存在的非线性电磁力会引起电磁轴承系统在某些区域有较大的振动。因此,研究电磁轴承系统的非线性特性有很重要的意义。本文主要研究十六极变刚度主动电磁轴承的非线性动力学特性。首先推导出非线性电磁力的表达式,然后用牛顿定理建立了系统的动力学方程,并进行无量纲化得到十六极变刚度主动电磁轴承系统的无量纲运动方程。在此动力学方程中存在二次非线性项、三次非线性项和参数激励项。然后采用多尺度法对系统运动方程进行摄动分析,得到了四个平均方程。最后在得到的平均方程基础上用MATLB软件进行数值模拟,发现随着激励的改变,十六极变刚度主动电磁轴承系统中存在周期运动、概周期运动、混沌运动。

关键词：电磁轴承混沌运动非线性电磁力变刚度

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