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河北省交通安全与...
作者
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张伟
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刘才山
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基于特征谱分析的复杂网络一致性研究
基于特征谱分析的复杂网络一致性研究
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
孙伟刚
杭州电子科技大学理学院
杭州310018
网络一致性是用来刻画具有随机噪声的一阶
线性
系统的一致性行为,已有结果表明其可以用系统的 Laplacian 矩阵的特征谱来表示。本文研究了两类树状网络的一阶、二阶一致性,分别用 Laplacian 矩阵非零特征值的倒数以及倒数平方和与两倍...
详细信息
网络一致性是用来刻画具有随机噪声的一阶
线性
系统的一致性行为,已有结果表明其可以用系统的 Laplacian 矩阵的特征谱来表示。本文研究了两类树状网络的一阶、二阶一致性,分别用 Laplacian 矩阵非零特征值的倒数以及倒数平方和与两倍的节点个数的商来表示。根据网络的树状结构,我们得到了关于一阶、二阶一致性的精确表达式,并由此得到了它们关于网络规模的幂律。结果表明两类树状网络的拓扑结构不同,但具有相同的一致性的幂律,并且比其它树状网络要小,表明其一致性能较好。此外,它们的一致性幂律与网络的分形维数都没有关系。最后,我们比较了无标度网络和随机网络的一致性行为的异同,并探讨了网络一致性在蓄意攻击和随机故障下其一致性
动力学
的统计规律性。
关键词:
网络一致性
特征谱
树状网络
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离散
动力
系统混沌控制的加速
稳定
转换法
离散动力系统混沌控制的加速稳定转换法
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
李小兰
杨迪雄
陈国海
大连理工大学工程力学系
工业装备结构分析国家重点实验室大连116024
作为确
定性
非线性
系统的一种复杂
运动
现象,混沌具有对初值的敏感依赖性及长期不可预测性,这种杂乱无章的
运动
有时会危及工程系统的正常工作与安全.为避免混沌对系统带来的有害影响,需要对
动力
系统进行混沌控制.本文针对
稳定
转换法(STM)...
详细信息
作为确
定性
非线性
系统的一种复杂
运动
现象,混沌具有对初值的敏感依赖性及长期不可预测性,这种杂乱无章的
运动
有时会危及工程系统的正常工作与安全.为避免混沌对系统带来的有害影响,需要对
动力
系统进行混沌控制.本文针对
稳定
转换法(STM)混沌控制过程中迭代振荡具有方向性而导致计算效率较低的缺点,提出了离散
动力
系统混沌控制的加速
稳定
转换法(ASTM).ASTM在STM的基础上保留对振荡方向步长的控制,同时放松与振荡方向垂直的切线方向上的控制.通过选择合适的控制参数q和
稳定
矩阵C,ASTM可改变离散混沌
动力
系统的谱半径,从而使原系统迭代到
稳定
的不动点.此外,ASTM为控制参数q提供了一个合理的选择依据和原则,同时相比STM扩大了控制参数q的选取范围.算例分析表明:与STM相比,ASTM能够快速地使离散
动力
系统不
稳定
的不动点
稳定
化;并且谱半径越小,则迭代次数越少,控制效率越高.ASTM具有高效、精确、通用等优点,它不仅可以
稳定
离散混沌
动力
系统的不动点,而且适用于超混沌离散
动力
系统和连续
动力
系统,以及
力学
迭代算法数值不
稳定
的收敛控制.
关键词:
混沌控制
离散
动力
系统
加速
稳定
转换法
谱半径
控制参数
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磁流作用下Pre-B(o)tzinger复合体神经元放电模式的
动力学
分析
磁流作用下Pre-B(o)tzinger复合体神经元放电模式的动力学分析
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
曹秦禹
段利霞
王子剑
马芬
北方工业大学理学院
北京 100144
呼吸是一种复杂的节律性
运动
,正常人的呼吸节律基本是均匀的,而病理状态下,往往会出现各种呼吸节律的变化(如:比奥呼吸、潮式呼吸等).因此,研究神经元放电活动的
动力学
过程,对理解病态呼吸节律的产生原因有着重要意义.Pre-B(o)tzi...
详细信息
呼吸是一种复杂的节律性
运动
,正常人的呼吸节律基本是均匀的,而病理状态下,往往会出现各种呼吸节律的变化(如:比奥呼吸、潮式呼吸等).因此,研究神经元放电活动的
动力学
过程,对理解病态呼吸节律的产生原因有着重要意义.Pre-B(o)tzinger复合体是哺乳动物呼吸节律起源的关键部位,可借助Pre-B(o)tzinger复合体中兴奋性中间神经元来研究呼吸节律的变化.以往的研究表明离子(K+、Ca2+、Na+)的浓度改变可引起神经元放电模式的改变.由于神经元的电活动依赖于神经元系统中复杂的电生理条件,神经元系统中可以检测到电磁场的复杂分布.因此,当信息在神经元之间传递时,应考虑电磁场内部的磁流波动以及跨膜磁通量的变化.在本文中,通过增加忆阻器,我们研究Pre-B(o)tzinger复合体在磁流作用下的复杂的放电模式.应用
非线性动力学
和数值模拟相结合的方法,通过快慢分析和双参数分岔分析,研究不同外部刺激电流参数变化时Pre-B(o)tzinger复合体神经元复杂的放电模式.研究磁流对Pre-B(o)tzinger复合体
动力学
行为的影响,对更好的理解病态呼吸节律的产生原因提供了必要的理论依据,为进一步探究病态呼吸节律产生的机理提供有益的思考.
关键词:
Pre-B(o)tzinger复合体
忆阻器
磁流
簇放电
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基于天-地
动力学
等效原理的绳系释放系统地面实验
基于天-地动力学等效原理的绳系释放系统地面实验
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
耿凌璐
余本嵩
金栋平
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
南京210016
空间绳系系统具有可靠性强、成本低、易于重构等特性,这使其有着广阔的空间应用前景。值得注意,系绳能够
稳定
地实现在轨释放是系统执行各类空间任务的先决条件。本文基于自行研制的一套地面气浮物理实验平台,通过天-地
动力学
等效方...
详细信息
空间绳系系统具有可靠性强、成本低、易于重构等特性,这使其有着广阔的空间应用前景。值得注意,系绳能够
稳定
地实现在轨释放是系统执行各类空间任务的先决条件。本文基于自行研制的一套地面气浮物理实验平台,通过天-地
动力学
等效方法研究空间系绳释放
动力学
行为。该系统由花岗岩台面、系绳释放机构、卫星模拟器及一套辅助测量系统构成。其中,卫星模拟器利用气浮轴承支撑悬浮于花岗岩台面、由径向和切向喷气分别控制其平动及转动。绳系释放机构可通过速率及拉力控制实现系绳精确释放。此外,该实验系统通过台面重力补偿、摩擦修正、模拟器刚体控制等方法使卫星模拟器无摩擦悬浮于水平台面,以期准确模拟空间环境。同时,在模拟器上施加沿系绳径向及切向喷气力以等效Kepler轨道上绳系系统面内
运动
的重力梯度。实验表明,当等效力不超过卫星模拟器喷气力阈值时,可以通过该地面实验系统等效研究空间绳系系统的释放
动力学
行为。
关键词:
绳系系统
重力梯度等效
释放
动力学
地面实验
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一类三维
非线性
动力
系统的最简规范形的系数计算
一类三维非线性动力系统的最简规范形的系数计算
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
李静
冯建攀
北京工业大学应用数理学院
北京 100124
规范形的理论主要基于常微分方程
动力学
性态和
非线性
变换理论。由于它能在平衡点或周期解
运动
解附近最大限度的化简常微分方程,并且保持原方程的拓扑不变性,因此成为研究微分
动力
系统的重要手段,也成为数学物理工作者广泛关注的课题...
详细信息
规范形的理论主要基于常微分方程
动力学
性态和
非线性
变换理论。由于它能在平衡点或周期解
运动
解附近最大限度的化简常微分方程,并且保持原方程的拓扑不变性,因此成为研究微分
动力
系统的重要手段,也成为数学物理工作者广泛关注的课题之一。目前,由于规范形理论的研究与实际应用正朝着高维的方向发展,规范形的计算变得更加复杂,利用现有的计算机数学软件研制出高效实用的计算机程序成为一项必不可少的任务。因此,本论文编制出了化简相关系统以及系数对应的计算机程序,为深入地研究高维复杂
非线性
动力
系统的
稳定性
、静动态分岔等
动力学
特性奠定了良好的基础,也为规范形理论在实际工程计算中的应用带来了更大的方便。本文做了如下方面的工作:(1)利用多重李括号与带参数变换相结合的方法对一类具有对称性的3维向量场(BT零奇点)的正规形做进一步的研究,对其化简系数进行了理论推导,得到了系数的对应关系,借助符号运算数学软件Maple 编制了化简程序,得到了一阶规范形。(2)通过选取不同参数,给出了不同情况下直到12阶最简规范形的一般形式,并且给出了系统化简前后的图形,发现化简后的系统与原系统保持形式等价。在计算机条件许可的情况下,这一方法可得到任意次最简规范形的一般形式及其对应于原系统的全部系数。
关键词:
规范形
李括号
Maple软件
参数变换
系数
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基于硬件在环的高速列车蛇行失稳研究
基于硬件在环的高速列车蛇行失稳研究
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
张文昌
刘永强
廖英英
石家庄铁道大学机械工程学院
石家庄 050043
石家庄铁道大学土木工程学院
石家庄 050043
利用多体
动力学
软件Ⅵ/Rail建立了某型号动车组列车模型,通过Matlab/Simulink建立了该列车的横向整车模型,以抗蛇行减振器为研究对象,提出了一种半主动控制策略用于半主动硬件在环实验,研究该策略对列车蛇行失稳的控制效果。由于低...
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利用多体
动力学
软件Ⅵ/Rail建立了某型号动车组列车模型,通过Matlab/Simulink建立了该列车的横向整车模型,以抗蛇行减振器为研究对象,提出了一种半主动控制策略用于半主动硬件在环实验,研究该策略对列车蛇行失稳的控制效果。由于低锥度晃车和大锥度报警问题在我国各型号列车上均有发生,故建立了某型号的动车组列车,分析了轮轨接触等效锥度和列车蛇行
运动
之间的关系;以此为基础,通过Matlab/Simulink建立了该列车的横向整车模型,将模型中的阻尼替换为真实的磁流变减振器来搭建硬件在环试验台;同时提出了一种半主动控制策略,通过识别等效锥度的变化来控制磁流变减振器输入电流的大小进而改变阻尼力,并将此实际的阻尼力输入到Matlab/Simulink模型中来替代模型中的阻尼力。通过实验表明:该半主动控制策略能够通过控制减振器来抑制列车的蛇行失稳。
关键词:
高速列车
蛇行失稳
磁流变减振器
半主动控制策略
硬件在环
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超临界轴向
运动
Timoshenko梁受迫
振动
稳态响应
超临界轴向运动Timoshenko梁受迫振动稳态响应
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
谭霞
丁虎
陈立群
上海大学
上海市应用数学和力学研究所上海200072
上海大学 力学系
上海200444
上海大学
上海市应用数学和力学研究所上海200072
上海大学 力学系
上海200444
工程实际及生活中随处可见轴向
运动
梁结构。轴向
运动
梁作为最基本最典型的陀螺连续体系统,对其
振动
特别是横向
振动
的分析有着重要的理论意义。当轴向速度超过临界值时,轴向
运动
梁发生屈曲进入超临界领域。文章研究超临界轴向
运动
Timos...
详细信息
工程实际及生活中随处可见轴向
运动
梁结构。轴向
运动
梁作为最基本最典型的陀螺连续体系统,对其
振动
特别是横向
振动
的分析有着重要的理论意义。当轴向速度超过临界值时,轴向
运动
梁发生屈曲进入超临界领域。文章研究超临界轴向
运动
Timoshenko梁横向受迫
振动
的稳态响应。基于超临界轴向
运动
Timoshenko偏微分
动力学
模型,运用直接多尺度法,采用两时间尺度,近似研究简支边界下第一阶主共振响应,给出受迫
振动
稳态响应时的幅频响应关系,并讨论系统参数对幅频响应曲线的影响。通过
稳定性
分析,研究系统参数对失稳区域的影响。应用有限差分法离散控制方程,运用迭代法来计算受迫
振动
的长时间历程,记录稳态时梁中点的横向位移,得到幅频响应关系。同时利用Galerkin截断法对
运动
方程进行截断,然后计算轴向
运动
梁的稳态响应,得到幅频响应关系。两种数值方法计算所得结果进行相互验证,同时对运用直接多尺度法得到的幅频响应近似解析解进行验证。
关键词:
轴向
运动
梁
Timoshenko梁
受迫
振动
直接多尺度法
Galerkin截断
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基于Fluent和Simpack二次开发研究高速列车交会时的瞬变压力及
动力学
性能
基于Fluent和Simpack二次开发研究高速列车交会时的瞬变压力及动...
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
杨豆豆
张继业
李田
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
成都610031
本文建立了三维粘性、不等熵、可压缩、非定常流的流场模型,采用CFD软件Fluent进行高速列车交会空气
动力学
效应数值仿真模拟,仿真工况包括高速列车在有(无)横风下平地、路堤、桥梁上交会时列车关键位置的瞬变压力变化,并将气动参数...
详细信息
本文建立了三维粘性、不等熵、可压缩、非定常流的流场模型,采用CFD软件Fluent进行高速列车交会空气
动力学
效应数值仿真模拟,仿真工况包括高速列车在有(无)横风下平地、路堤、桥梁上交会时列车关键位置的瞬变压力变化,并将气动参数传递到
动力学
仿真软件Simpack中进行
动力学
仿真,并参照GB/T5599-1985及UIC518-2005等标准得到列车运行安全性指标、平稳性指标和舒适性指标。运用流体仿真软件Fluent结合Scheme语言写成的命令流文件能够实现CFD仿真分析过程自动化。利用C#语言可以方便地定制属于高速列车交会气动性能及
动力学
性能分析的专用模块,并通过Winform技术开发高速列车交会气动性能及
动力学
性能仿真平台。该仿真平台对使用者的流固耦合理论知识要求较少,能够快速方便的得到仿真结果而不必过多关注仿真过程本身,具有良好的人机交互界面,在工程上有着非常广阔的应用前景。
关键词:
高速列车
列车交会
瞬变压力
动力学
性能
二次开发
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含典型故障的动车组转向架轴承
振动
特性分析
含典型故障的动车组转向架轴承振动特性分析
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
王宝森
刘永强
廖英英
石家庄铁道大学机械工程学院
石家庄050043
石家庄铁道大学土木工程学院
石家庄050043
动车组转向架轴承是动车组上重要的零部件,轴承出现故障往往导致严重的列车运行事故。人们很早认识到回转机械中轴承运行状态的重要性,并建立了一系列轴承转子系统模型,但是对于高速动车组转向架轴承
动力学
行为研究还很少,所以有必...
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动车组转向架轴承是动车组上重要的零部件,轴承出现故障往往导致严重的列车运行事故。人们很早认识到回转机械中轴承运行状态的重要性,并建立了一系列轴承转子系统模型,但是对于高速动车组转向架轴承
动力学
行为研究还很少,所以有必要从机理角度建立轴承损伤参数和其
动力学
响应之间的关系,揭示故障规律,发展诊断方法。针对高速动车组轴箱中的圆锥滚子轴承,建立了一种含外圈故障的滚动轴承
非线性动力学
模型。模型简化了圆锥滚子的接触应力,充分考虑了滚动轴承间隙、滚子和滚道之间的
非线性
赫兹接触力,尤其是由于转子质量偏心引起的不平衡力等因素。使用龙格-库塔法得到了系统的
非线性
动力
响应。分析了转子旋转速度对系统
动力
稳定性
的影响。通过频谱图,相平面图,分叉图以及Poincare映射图进行了系统分叉和混沌特性分析,发现了通往混沌的拟周期
运动
、阵发性和倍周期分岔途径。分析了轴承故障尺寸对系统
动力
稳定性
的影响。并建立了故障尺寸大小和尖峰能量之间的对应关系,从理论上确定尖峰能量阈值,根据尖峰能量值来判断轴承故障的严重程度,以便对传统的故障诊断方法提供指导。在计算尖峰能量值时,首先对仿真得到的信号进行降采样,然后利用包络检波技术和傅里叶变换确定经过处理的信号的主频值,以主频值对应的周期长度对信号进行局部峰值确定,模拟峰峰值检波器的原理,确定峰峰值信号;最后对输出的峰峰值信号进行傅里叶变换,计算尖峰能量值和绘制频谱曲线,确定轴承状态和故障严重程度。
关键词:
轴箱轴承
非线性动力学
MATLAB
故障诊断
尖峰能量
来源:
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环上的混合爆发式同步
环上的混合爆发式同步
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
作者:
陈伟
刘维清
肖井华
北京邮电大学 理学院
北京100876
江西理工大学 理学院
赣州341000
爆发式同步作为耦合振子系统走向自组织
动力学
行为的主要内在机制之一,广泛存在于复杂网络振子系统中而倍受人们关注。通过研究简单的耦合Kuramoto振子环上频率分布和耦合强度权重对耦合振子系统走向同步的
动力学
行为,发现耦合振子环...
详细信息
爆发式同步作为耦合振子系统走向自组织
动力学
行为的主要内在机制之一,广泛存在于复杂网络振子系统中而倍受人们关注。通过研究简单的耦合Kuramoto振子环上频率分布和耦合强度权重对耦合振子系统走向同步的
动力学
行为,发现耦合振子环系统在不同的频率分布和耦合权重下分别展现混合爆发式同步、经典的爆发式同步、连续的二阶相变同步现象。特定频率分布下,当耦合强度分布与耦合振子间频率差负相关或零相关时,耦合振子系统产生混沌爆发式同步,而当耦合强度分布与耦合振子间频率差正相关时,随着耦合强度权重指数增加时,耦合振子系统由经典爆发式同步变成二阶连续相变同步。基于同步边界分析法,确定系统产生混合爆发式同步、经典爆发式同步、连续二阶相变同步的参数条件。通过对简单耦合振子环上产生爆发式同步的内在机制的分析,可以为更好地理解复杂网络中爆发式同步提供理论支持。
关键词:
耦合振子环
爆发式同步
混合爆发式同步
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