一、非线性动力学与语言研究（论文文献综述）
曲逸[1]（2021）在《车辆路径跟踪并行预测控制器设计及FPGA实现》文中进行了进一步梳理近年来,伴随汽车行业的迅猛发展,对于智能车辆的研究与应用逐渐受到了广泛关注。作为智能车辆系统的关键环节,车辆的路径跟踪控制成为研究的重点。针对车辆路径跟踪控制系统存在非线性、强耦合、多约束、多变量等问题,本文基于车辆横纵向耦合动力学模型设计了非线性模型预测控制器以实现车辆横向与纵向的集成控制,从而提高了系统的控制性能。车辆非线性系统模型中含有非线性动态,因而需要在线迭代计算系统方程,在线计算负担大,实时性无法得到保证。为提高非线性模型预测控制的在线计算速度,本文从并行加速的角度,采用并行牛顿优化方法求解非线性模型预测控制问题,实现预测时域内待求变量的解耦独立,再利用FPGA的并行计算特性,通过循环展开、数组划分等优化设计实现求解算法的硬件加速。为验证所设计的非线性模型预测控制器的有效性与实时性,对基于横纵向动力学耦合的车辆路径跟踪控制进行了实时实验,取得了良好的控制效果。本文的主要工作包括:1.综合考虑车辆路径跟踪系统控制需求,设计非线性模型预测控制器并完成离线验证。首先,为了提高系统的控制精度,建立考虑横纵向耦合关系的非线性车辆动力学模型,并结合“魔术公式”轮胎模型完成对轮胎的动力学建模。然后依据控制要求设计车辆路径跟踪非线性模型预测控制器,并采用序列二次规划方法对控制器的非线性规划问题进行求解。最后在MATLAB环境中搭建“非线性模型预测控制器-车辆”闭环系统,完成车辆路径跟踪控制实验,在车辆换道与双移线两个工况下验证了本文设计的基于横纵向动力学耦合模型的控制器的有效性。2.为了提升车辆路径跟踪非线性模型预测控制器的在线计算性能,采用并行牛顿优化方法实现控制器的快速求解。首先对控制器模型进行后向欧拉离散化并转换为非线性规划问题,再由KKT条件转换为非线性等式方程组进行优化求解。然后分析等式方程中的待求变量在相邻预测时域间的耦合关系,通过对变量进行优化近似实现耦合方程的解耦独立,从而实现并行计算。最后在车辆换道工况下进行仿真实验,并与基于序列二次规划方法的实验结果进行了对比,验证了在车辆路径跟踪非线性模型预测控制器中基于并行牛顿优化方法求解的有效性及快速性。3.从实际应用的角度出发,针对车辆系统对控制器的小型化、低成本、实时性等需求,同时,为实现并行牛顿优化方法的硬件并行加速,提出了基于FPGA的硬件实现方案。首先将在MATLAB平台上m语言设计好的控制器转换为C/C++语言并进行定点数据结构设计及开环验证,再在SDSo C平台上将代码全部移植到开发板的ARM端完成板级验证。然后对控制算法进行硬件加速,分别将并行优化求解模块和整个非线性模型预测控制模块移植到FPGA中,验证了二者的加速倍数基本一致,对并行优化求解模块移植到FPGA的加速方案做进一步优化,为充分发挥求解方法的并行特性,进行循环展开优化设计实现解耦方程的并行独立计算,同时进行数组划分优化设计以增大数据访问带宽,经FPGA加速后实现了控制器的毫秒级计算。最后进行系统整体测试,验证了控制器的实时性。4.为了验证系统整体性能,进行车辆路径跟踪硬件在环实验。首先搭建硬件在环实验平台,采用Micro Auto Box运行14自由度车辆模型模拟实际车辆系统,选用Zynq（ARM+FPGA）开发板运行非线性模型预测控制器,二者之间通过以太网进行数据交互以实现闭环。然后在实时实验平台进行车辆路径跟踪控制实验,实验结果验证了所设计控制器的有效性及实时性。
陈澜征[2]（2021）在《互联电力系统动力学分析与控制研究》文中研究表明随着现代电力系统规模日益扩增,供电网络逐渐向具有大机组、长距离、大区域互联为特性的复杂系统发展。其中,区域互联电力系统作为一类典型的非线性系统,因其拥有难以建模的复杂结构、诸多的控制性能要求与丰富的动力学特性成为非线性领域的研究热点。本文针对一种互联电力系统,对其动力学特性进分析,并且利用模糊自适应理论研究系统在模型未知情况下对参考信号的跟踪和预定性能控制,为电力系统的运行状态分析与性能控制提供了理论参考。论文的主要研究内容如下:首先,根据一个实际的互联电力系统建立系统的数学模型,并参考各项实际性能指标得到一个具有周期性负荷的二阶互联电力系统方程,接下来利用数值积分算法对系统进行分步迭代求解,得到递推方程。利用李雅普诺夫指数判断系统存在混沌,并利用分岔图与相平面图结合实验数据对系统的运行状态进行分析。针对系统特点讨论了系统对初始相对角度与角速度的敏感性、负荷扰动频率与幅值的敏感性。其次,由于互联电力系统结构复杂且存在外部负荷扰动,使得建立精确系统模型和实现具有预设性能的稳定性控制变得十分困难。针对互联电力系统结构复杂难以建模的特性,提出一种基于输出调节理论的具有预设性能的模糊自适应控制器设计方法。首先利用模糊逼近原理得到系统近似模型,经过输出调节方程获得前馈控制器。然后引入预设性能控制策略,将系统稳态预设性能转化为误差性能函数,结合Backstepping方法实现具有预设性能的自适应控制器设计。最终,使得电力系统在模型不确定的情况下,达到预设的系统性能。最后,以上述研究为基础,本文通过C++和Matlab仿真研究验证了不同系统结构参数与周期负荷扰动下的系统动力学特性和系统未知情况下的电力系统跟踪控制的有效性。
胥康[3]（2021）在《基于改进FPM无网格算法两类非线性动力学三维问题的高效性模拟研究》文中认为非线性动力学方程可以用来描述自然科学或工程科学中的各种现象,如描述波动或量子涡旋现象的非线性薛定谔方程（NLSE）、表示多相位分离现象的Cahn-Hilliard（C-H）方程等。然而,多数情况下很难通过解析手段获得这些非线性动力学方程的理论解,尤其是高维高阶问题。在此情况下,数值模拟方法就成为求解这些非线性动力学方程的一种强有力的手段。目前的模拟方法主要有网格类方法和无网格方法两大类。网格类方法在模拟规则区域内的问题时比较有优势。而在模拟非规则区域内或者有大变形的问题时却存在一定的困难。因此,纯无网格方法由于其不依赖网格的特点受到了众多学者的关注。基于上述问题,本文采用完全不依赖于网格的纯无网格有限点集法（FPM）和GPU并行计算对两类重要的非线性动力学方程NLSE和C-H方程进行数值模拟预测研究。目前还鲜有关于有限点集法求解高维高阶非线性动力学方程的报道,且传统FPM方法精度低、计算效率低。因此,本文在对传统FPM方法进行改进的基础上,结合基于CUDA语言的并行计算,研究两类非线性动力学方程。本文主要研究内容如下:（1）针对二维/三维非线性薛定谔方程的求解,本文将时间分裂格式与FPM耦合,结合GPU并行计算技术提出了一种局部加密的高效性FPM格式（SS-FPM-GPU）。首先,引入二阶时间分裂格式,将非线性薛定谔方程分解为线性微分方程和非线性项两部分;其次,采用局部加密方法提高数值求解的精度;最后,为了降低计算量,采用CUDA-C的GPU并行计算。数值模拟中,首先通过求解带有解析解的2D/3D的NLSE方程,对提出的方法数值精度和收敛阶进行了分析,也对GPU并行计算效率进行了讨论;然后对一维无解析解的耦合NLSE方程描述的孤立子波碰撞过程进行了模拟预测,并与有限差分（FDM）结果作对比;最后对2D/3D无解析解的NLSE问题进行模拟预测。数值结果表明,本文提出的SS-FPM-GPU方法能够准确、高效地预测高维非线性波动现象。（2）为了准确、稳定、高效地研究多分量C-H方程描述的多元系统中的相分离现象,本文给出了一种基于GPU并行计算的加速分步FPM法。首先,将四阶导数分解为两个二阶导数,并先后采用两次FPM格式进行离散;其次,应用基于CUDA-C的GPU并行算法,得到能高效稳定求解C-H方程的CH-FPM-GPU算法。随后,通过模拟径向对称的二维问题和球对称的三维问题验证了 CH-FPM-GPU算法的准确性。最后,应用CH-FPM-GPU算法模拟预测了非规则复杂区域上三元C-H体系中的二相分离现象及具有实际意义的四元C-H系统中的三相分离现象。数值结果表明,本文提出的CH-FPM-GPU方法能够准确、高效地预测二维、三维情况下各种非规则区域内的多相分离现象。
马英群[4]（2020）在《基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究》文中认为航空发动机作为最复杂的旋转机械,同时受到转子不平衡力等多种载荷的激励作用,部件及整机振动问题突出。为了进一步提高推重比,航空发动机向轻量化、大推力的方向发展,导致转子振动情况恶化以及转、静子部件间振动耦合加强。为了保障航空发动机运行的安全性和可靠性,整机振动特性研究得到广泛关注。目前,在航空发动机整机动力学研究中,整机建模技术、复杂动力学模型高效、精确求解技术、线性/非线性动力学响应分析以及整机振动控制等方面取得了丰硕的成果。然而,这些研究大多基于直接线性/非线性瞬态及稳态动力学响应分析,其仅能提供瞬态/稳态振动位移、速度、加速度、应力以及模态振型等有限信息来预测、分析及判断整机振动情况。对于振动在航空发动机各转、静子部件间的传递、耦合特性和振动控制及抑制机理难以从本质上给出合理的解释。为了突破上述局限,本研究将结构声强法应用到航空发动机整机动力学研究领域,在时域/频域中可视化了航空发动机整机转子-支承-机匣耦合系统中看不见、摸不着的瞬态/稳态振动能量,分析了瞬态/稳态振动能量在转子和机匣等部件间的传递特性和耦合规律。基于此,从瞬态/稳态振动能量传递控制的角度研究分析了航空发动机部件及整机振动抑制的作用机理,并提出了相应的减振措施。本文所涉及的主要研究内容如下:（1）理论基础:本研究从振动波的角度切入,从理论上分析了结构中振动波的类型和传播特点。基于此,将通用结构声强表达式改写为适用于不同类型振动波和不同类型结构单元的形式,并将其拓展为矩阵的表达形式,实现了对不同类型振动波结构声强矢量场的分解,为本文研究奠定了坚实的理论基础。（2）实现途径:本研究结合具有强大的有限元建模及求解功能的ANSYS二次开发程序APDL和具有强大的矩阵计算、处理能力的MATLAB软件编译开发了结构声强矢量场求解及可视化程序,并基于本研究所提出的FLAG通讯机制,实现了航空发动机转子-支承-机匣复杂耦合系统瞬态/稳态结构声强矢量场的全自动化求解及可视化,为本文研究提供了功能强大的实现途径。（3）瞬态/稳态振动能量传递特性研究:基于以上理论基础和实现途径,建立了航空发动机整机转子-支承-机匣耦合系统模型,实现了瞬态/稳态总振动能量以及不同类型振动波所携带的振动能量分量在转子、支板和机匣间传递及耦合特性的可视化分析。从基本运动方程出发,理论推导了振动能量传递特性与结构振动特性的内在物理联系,分析了不同模态振型转子中瞬态振动能量与机械能和阻尼耗散能之间的传递、转换和平衡过程。此外,本研究提出并定义了振动能量通量比和振动能量传递率,实现了振动能量传递特性的量化分析。（4）瞬态/稳态振动能量传递控制研究:基于以上对转子-支承-机匣耦合系统中瞬态/稳态振动能量传递、耦合特性的认识,从振动能量涡流场分流、耗散机制的角度,提出了应用转轴周向环槽诱导的瞬态涡流场以及安装节和周向加肋筋诱导的稳态涡流场来降低转子和机匣振动;从振动能量耦合特性的角度,提出了应用附加反相激励载荷来阻滞振动能量传递并降低结构振动,并分析了这些措施对航空发动机部件及整机振动抑制的作用机理及效果。（5）非线性振动能量传递特性研究:基于一个螺栓预紧法兰连接的平板组件,初步探究了瞬态振动能量在非线性结构中的传递特性,为后续复杂非线性耦合结构中振动能量传递特性的分析奠定研究基础。此外,结合相平面法与结构声强法,对应分析了系统宏观运动状态变化过程与微观振动能量传递过程,实现了仅通过位移和速度这两个状态量对结构振动能量传递特性的预测,避免了瞬态结构声强矢量场实验测量带来的困难。本研究将结构声强法应用到航空发动机整机动力学研究领域,实现了转子-支承-机匣复杂耦合系统中瞬态/稳态振动能量传递特性的可视化分析。从振动能量传递的角度研究了转子不平衡力作用下航空发动机整机振动问题,揭示了瞬态/稳态振动能量在航空发动机各部件间的传递、耦合特性。此外,从瞬态/稳态振动能量传递控制的角度提出了有效的减振措施,可为航空发动机各部件及整机振动抑制方法提供有力的理论支撑和工程指导。
林豪[5]（2020）在《基于磁流变阻尼器的车辆座椅悬架系统控制技术研究》文中进行了进一步梳理随着科学技术的进步与生活水平的改善,汽车已逐渐成为人们出行中不可或缺的代步工具,同时人们对车辆的乘坐舒适性及行驶平顺性也提出了更高的要求,其中座椅悬架系统在抑制振动传递中起着至关重要的作用。磁流变阻尼器是应用磁流变液的流变机理而开发的一种新型隔振器件,相比传统的液压元件,具有不受故障影响、耗电量低及输出阻尼力可调控的优点,使得采用磁流变阻尼器的车辆半主动座椅悬架备受专家学者的青睐。通过安装磁流变阻尼器装置来衰减由外界激励传递到驾乘人员身体上的振动能量,继而改善车辆座椅的乘坐舒适性,已成为当前抑制车辆座椅悬架系统振动传递行之有效的手段。然而关于磁流变阻尼器动力学建模与座椅悬架半主动控制方法等方面的研究尚未成熟完善,许多相关的理论知识和关键技术仍需亟待深入探讨。基于此,本文展开了如下几个方面的研究工作。（1）磁流变阻尼器力学性能试验及动力学建模。参照相关试验标准要求,利用疲劳拉伸机对课题组自行研制的磁流变阻尼器进行力学性能试验。设计了一种粒子群优化算法与非线性最小二乘法相结合的参数识别方法,基于采集的阻尼器示功特性与速度特性试验数据对修正Dahl模型中的未知参数进行辨识。通过对比分析不同工况下的试验数据与仿真数据,验证该模型表征磁流变阻尼器力学性能与滞回特性的可行性,同时其较高的精确度为后续半主动座椅悬架系统的建模及仿真研究提供了有力保障。（2）车辆半主动座椅悬架系统建模及其动力学特性分析。考虑车辆行驶道路真实工况,分别建立了随机输入与凸块输入两种路面模型。简要阐述了1/4车、1/2车及全车半主动座椅悬架系统各自的动力学特性及其优缺点,并应用牛顿第二定律和拉格朗日方程推导了三种模型的运动微分方程。在MatlabSimulink平台上搭建了五自由度1/2被动座椅悬架系统仿真模型,选取六个指标来表征其在时域内的动力学特性,同时运用拉普拉斯变换分别计算座椅加速度和座椅悬架动行程相对于路面输入的传递函数,利用幅频特性曲线分析了四个系统参数变化对被动座椅悬架自身动力学性能的影响。（3）车辆半主动座椅悬架系统控制策略的设计及仿真验证。结合半主动座椅悬架系统复杂的非线性振动特性,在详尽介绍模糊控制理论与PID控制理论的基础上,针对模糊控制中制定的模糊规则过于依赖专家经验而导致其控制精度偏低的不足,设计了一种基于模糊推理的变论域模糊控制器。另外,为了弥补PID控制中比例、积分和微分三个参数不能随系统误差而自适应调节的缺陷,设计了一种模糊-PID控制器,并在此基础上,利用BP神经网络算法和最小二乘法相结合的混合学习算法对模糊-PID控制器中制定的模糊规则进行离线训练,构建了三个并列的两输入单输出T-S型的神经模糊网络结构,即ANFIS-PID控制器。选取座椅加速度和座椅悬架动行程作为性能评价指标,在随机路面和凸块路面输入下,联合搭建好的磁流变阻尼器修正Dahl模型与五自由度1/2车半主动座椅悬架系统模型对所提两种控制策略的隔振效果进行仿真验证及对比分析。仿真结果表明,两种半主动控制策略均能够有效地提升车辆座椅悬架系统的乘坐舒适性,而且ANFIS-PID策略的控制效果相比变论域模糊策略的要更优一些。
周昂[6]（2020）在《考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态特性研究》文中提出转子系统作为旋转机械的核心部件,转子系统运行的稳定性直接影响旋转机械的工作性能。如果转子系统失稳,轻则影响机械的工作效率,重则可能导致经济损失以及重大的安全事故。对于有密封要求的旋转机械而言,传动装置及转子上的密封件对转子系统运行的稳定性起着决定性的作用,两者对于转子系统的影响,使得转子系统的动态特性较为复杂。本文针对传动装置以及密封件影响下的转子系统,在较为全面的考虑系统影响因素以及系统自由度的前提下,建立考虑多种影响因素的多自由度非线性系统模型,对转子系统在传动装置以及密封件影响下的动态特性进行研究,有助于提高转子系统的稳定性,为进一步的研究提供理论参考。本文基于动力学理论,针对考虑齿轮啮合特征的密封转子系统,采用先部分后整体的研究思路。首先对行星齿轮增速系统以及带有接触式密封件的转子系统分别作了较为全面、深入的理论分析,分别建立了考虑多种激励因素影响的多自由度等效动力学模型。随后对两部分进行整合,对考虑齿轮啮合特征的密封转子系统的动力学微分方程进行推导,并采用数值积分法,运用Matlab编程软件,求解系统的动力学微分方程,最后进行了仿真分析以及试验研究,并将仿真和试验结果分别与理论结果进行了对比,验证了理论模型的合理性。本文主要研究内容如下:（1）针对行星齿轮传动系统,对影响传动系统的齿侧间隙、综合啮合误差以及时变啮合刚度等非线性因素在数学意义上做了描述;采用集中参数法,建立了考虑多因素影响的多自由度行星齿轮传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,可推广至任意行星轮数目或任意级数;根据各构件之间的运动关系,对构件之间的相对位移以及受力情况进行分析;对所建模型的动力学微分方程进行了推导。（2）针对密封转子系统,考虑其具体结构以及各零部件之间的影响,分析了接触式密封片与转子之间相互作用的关系,在简化的质量-弹簧-阻尼模型基础上,建立了 Jeffcott型系统动力学模型,并推导了动力学微分方程。（3）将行星齿轮传动系统与密封转子系统进行整合,通过对行星齿轮传动系统以及密封转子系统的独立分析,运用集中参数法,建立了考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动力学模型,给出了系统的动力学方程,并采用数值积分法,应用Matlab软件进行程序的编写,求解了系统的动力学微分方程,得到了在不同工况下,转子的相关动态响应特性图。（4）对考虑齿轮啮合特征的密封转子系统进行了仿真分析以及试验研究,将仿真结果、试验结果与理论结果分别做了对比和分析,对理论模型的合理性进行了验证。本文的动力学研究及仿真验证工作可以为深入研究此类密封转子系统的动态特性提供一定的理论参考。
张帆[7]（2020）在《燃气轮机周向拉杆转子连接刚度对轴系转子动力学特性影响的研究》文中研究说明拉杆转子因其低重量、高强度、易于拆装等优势,广泛应用于航空发动机及重型燃气轮机中。不同于连续转子,拉杆转子在结构上不是一个连续的整体。尤其在预紧力松弛的情况下,采用针对连续转子的建模方法分析拉杆转子得到的结果与实验结果有较大差异。因此,需要建立拉杆转子接触界面的力学模型,并在分析其转子动力学特性中考虑接触界面连接刚度,以得到适合拉杆转子的建模方法。为研究燃气轮机周向分布式拉杆转子轮盘间存在的连接刚度对轴系转子振动特性产生的影响,本文首先建立了连接刚度计算方法,在对比分析了预紧力单元法、渗透法等三种预紧力加载方法后,选用预紧力单元法精确施加拉杆预紧力,进而建立有限元模型,提出一种基于子模型的连接刚度计算方法,最后借助该方法研究了压气机试验件拉杆转子连接刚度随弯矩、拉杆结构特征等参数的变化规律。有限元计算结果表明:拉杆转子盘-盘连接刚度在接触面未发生分离时处于最大值,在弯矩施加不断增大过程中,刚度迅速减小,到达某个临界弯矩后,开始趋于收敛。除有限元方法外,本文还借助Hertz接触模型和GW模型联合推导了一种基于粗糙表面的弯曲刚度理论计算方法,该方法为认识接触面性质提供了另外一种思路。在得到弯曲刚度计算方法后,继而提出一种基于六自由度的弹簧单元等效方法;将轮盘接触刚度与拉杆弯曲刚度同时等效进连接界面,便于使用一维梁单元求解其临界转速与振动响应变化,经验证其与全三维有限元法吻合度在3%以内。结合有限元法与连接刚度等效方法,研究了一种可以计算轴向温度分布对动力学影响的模型,该模型将温度的影响分为两个部分,其一考虑温度引起的结构热膨胀,热膨胀主要导致拉杆预紧力的松弛,从而造成连接刚度的减小。其二是温度引起的材料属性变化,主要体现为弹性模量的变化,该变化造成了转子刚度的降低。结合这两个部分求解了轴向温度场对某拉杆转子动态特性的影响。进而改写了转子非线性动力学方程,采用谐波平衡法对其进行求解并得到转子的谐响应,使用经典Newmark方法验证其准确性。使用该等效方法计算了三菱M701f转子的连接刚度对其临界转速、响应特性、非线性特性等的影响。计算结果表明:当连接面剪切刚度与弯曲刚度减小3个数量级时,转子临界转速随之降低,而振动响应随之增大,且其影响程度可由各阶振型大致推测;使用临界转速趋于收敛时的连接刚度计算得到得转子临界转速值与试验值的对比误差小于2%,较连续模型更为精准;在连接刚度各向异性时,每一阶临界转速均出现两个响应峰值,轴心轨迹变成椭圆;考虑刚度随位移变化（非线性刚度、连接刚度软特性）后,转子的响应峰值发生“歪扭”特性,且该峰值特征随不平衡量、无量纲阻尼等因素变化而呈现“波浪形”变化。为验证本文提出的考虑连接刚度的拉杆转子动态特性计算方法,设计了一系列相关试验,包括拉杆转子动态试验、模态测试试验与弯曲刚度测试试验。设计了拉杆转子试验件,并对试验台与试验步骤进行了详细介绍。然后提出一种描述接触面连接紧密程度的状态参数,用以在试验过程中快速直观分析转子动态特性的变化规律。本文系统的提出了一整套盘-盘连接刚度对拉杆转子振动特性影响的研究方法,从连接刚度的计算,到连接刚度的施加,再到考虑连接刚度的振动特性的计算。这一套方法可以计算拉杆转子的组合式结构对转子整体的影响,可以计算温度场下非连续模型的性能变化,为今后我国的重型燃机转子设计提供了一条新思路。
李春通[8]（2020）在《基于知识工程的集装箱船绑扎系统智能设计及其非线性动力学研究》文中研究表明绑扎桥结构设计是一个多学科、多目标和多约束的复杂课题,其设计过程主要依赖专家经验及设计规范等关键知识。目前其设计过程还主要依赖于专家经验及设计规范等关键知识。此外,行业中有关集装箱和绑扎设备的大部分研究和使用的规范都与静态情况相对应,这与实际海运是不相符的,凸显出各船级社对绑扎桥结构设计规范的不完善和试验研究方法的空白。现如今,鉴于应用知识工程可实现知识的重用且能够提高结构设计的准确度和效率等优点,本文基于知识工程对超大型集装箱船绑扎系统智能设计和非线性动力学行为展开了细致的研究。主要进行的工作分为以下部分:（1）基于知识工程（KBE,Knowledge-based Engineering）和三维设计软件（CATIA）对绑扎桥的典型结构,进行数字化智能设计程序开发。构建了设计规范库、专家经验库、标准件库以及母型船绑扎桥数据库等多个知识库,实现了基于母型船的绑扎桥结构的推理设计。设计过程遵循CCS、LR和CSS规范,实现了对设计结果自我检测、自动检测报告生成和设计结果的3D展示。（2）基于知识工程理论、三维设计软件（UG NX）和有限元分析软件（Nastran/PATRAN）,开发了绑扎桥结构的有限元分析和多目标优化平台。具有绑扎桥的有限元模型构建、静强度和模态分析以及在主机和螺旋桨激励下的振动响应分析等功能。构建了多目标优化数学模型与知识库,实现了与有限元分析结果的数据融合,能够开展绑扎桥结构的轻量化、静力学和动力学的多目标优化设计。优化结果满足制造、人机工程学和安全性的要求。（3）对某20000TEU超大型集装箱船的绑扎桥和横舱壁的1/10缩尺模型开展了静强度和模态试验,测得了绑扎桥结构的变形、应力分布和模态等力学行为特征。构建了绑扎桥和船体结构的有限元模型,数值模拟了横舱壁的不同建模范围对绑扎桥结构静力学和动力学的影响。探究了绑扎桥刚度与CCS、LR规范建议值之间的差异及产生的原因。（4）针对四层20-ft ISO货运集装箱堆垛和绑扎组件的缩尺模型,在典型的横摇和纵摇运动激励下,通过试验、数值模拟和理论计算方法,分析了激励幅值（角度）和频率、钮锁间隙、集装箱堆垛配重、绑扎方式（内绑扎和外绑扎）、绑扎组件的刚度等基本变量对钮锁载荷（分离力和剪切力）、绑扎力和集装箱堆垛变形等的影响。研究发现,与内绑扎方式相比,外绑扎更适合用于高堆垛和重积载的情况;不同的绑扎方式、绑扎力、钮锁载荷及钮锁间隙之间具有相互耦合的效应。（5）通过试验测试和数值模拟获取了某20000TEU集装箱船绑扎桥和绑扎组件的刚度。将绑扎系统的等效刚度与LR、GL和ABS规范中的建议值进行了对比,探究了产生差异的原因。构建了十一层集装箱单堆垛系统的试验缩尺模型和数值模型。在横摇和纵摇运动激励下,探究了钮锁间隙、绑扎刚度和集装箱堆垛配重方式等基本变量对高层集装箱堆垛变形动态响应的影响,并将试验、数值模拟和理论计算的结果进行了对比。结果表明,缩尺数值模型能有效地模拟和预测海上运输过程中集装箱堆垛的动态机械行为;集装箱开口端和闭口端刚度的差异会增加堆垛动态响应的复杂性;钮锁间隙是系统产生非线性动态响应的重要因素。（6）构建了绑扎桥和十一层集装箱堆垛缩尺模型的动态试验测试系统和数值模型。在横摇和纵摇运动激励下,探索了某20000TEU超大型集装箱船的绑扎桥结构的变形、应力和应变等非线性动态响应,得到了绑扎桥结构在典型运动激励下的动态特性,并将试验和数值计算结果进行了对比。结果表明,钮锁的间隙效应是绑扎桥和集装箱堆垛产生非线性动态响应的一个重要因素,其中水平间隙会引起堆垛变形动态响应的显着增加;增加绑扎设备的刚度能有效地降低系统的动态响应。本文的主要创新点归纳如下:（1）基于知识工程理论,构建绑扎桥设计专用知识库,采用面向对象的知识表示方法和混合知识推理方法,实现了绑扎桥结构的智能设计,提高了绑扎桥的设计效率。（2）根据Froude相似准则,构建了四层20-ft ISO集装箱堆垛的缩尺模型。探究了钮锁载荷、绑扎力和集装箱堆垛变形的非线性动态响应。发现了绑扎系统内部各变量的相互耦合效应,揭示了海运过程中集装箱的损坏及丢失产生的潜在原因。（3）基于混合相似原理,设计了某20000TEU集装箱船绑扎桥的缩尺模型,开展了绑扎桥与横舱壁的耦合性试验和数值模拟研究,并研究了十一层集装箱堆垛和绑扎桥的非线性动力学特性。研究发现,钮锁间隙的非线性效应是导致集装箱框架和绑扎系统产生超负荷的诱因,为绑扎桥结构和绑扎组件的设计、相关规范的进一步完善提供了理论依据。
韩枫[9]（2020）在《水下平台与潜器协同作业过程仿真研究》文中认为以深海吊装系统动力学特性为研究对象,应用多领域建模语言Modelica,在MWorks平台内创建水下平台、缆索及被吊对象的运动模型,完成了三者的耦合及统一求解,以水下缆索的动态运动为研究重点,对深海起吊工况下水下平台与被吊对象的协同作业过程进行了仿真研究。首先划分深海吊装系统运动模型整体仿真框架,基于Modelica语言特性定义各运动模块建立及仿真流程,给出了模块间互联接口。对于水下平台与被吊对象,先基于水下航行器运动建模理论,划分仿真框架并着重提出一种通用的、面向对象的水下航行器运动建模方法。再给出基于该语言陈述式特性撰写仿真代码的具体流程,利用非因果特性实现求解,最后根据海试试验测得的水动力系数建立水下平台运动模型,仿真结果体现出建模方法正确性、快捷性。应用欧拉方法实现缆索稳态求解,仿真结果表明稳态建模具备较高精度。重点探究了水下缆索的动态运动,采用有限差分法与牛顿迭代法数值求解,针对控制方程中偏导项与非偏导项耦合问题,重新构建差分格式,在求解过程中增加了误差控制环,仿真结果与海试试验的对比验证了求解方法可满足工程需求。简要分析缆索收放过程变缆长问题,给出状态变量插值方法,对应用Modelica语言实现变缆长仿真的难点进行说明,基于该语言框图方式撰写仿真代码。对均衡系统及被吊对象吸附力进行建模,以深海吊装系统整体仿真为重点,分别取被吊对象为无动力重物及作业潜器,将已建立的作业平台、缆索及被吊对象的运动模型进行耦合,对三者协同作业中空间缆形及张力变化、水下平台与被吊潜器的速度及姿态角变化过程均作了详细的分析。本文的工作填补了水下缆接多体系统动力学特性研究领域的空白,可为深海吊装任务的顺利实施提供参考,亦可用于操作人员的培训流程中,具备一定的工程应用价值。
陆伟[10]（2020）在《空气悬架混合逻辑动态建模及控制策略研究》文中研究表明电子控制空气悬架（Electronically Controlled Air Suspension,ECAS）能够主动调节悬架刚度、阻尼以及车身高度,使得车辆对于复杂多变的行驶工况具有良好的适应能力,有利于提升车辆的整体性能。然而,伴随着外界随机激励、前后悬架参数差异、车辆载荷分布不均等因素,不当的控制策略会导致ECAS车高调节过程中出现较大的车身侧倾角和俯仰角,造成整车姿态失稳现象,严重影响整车性能。因此,ECAS车高调节控制策略研究已经成为了相关领域的研究热点。ECAS工作过程包含多个离散事件工作模式,控制策略通过控制电磁阀的开关状态实现工作模式的离散切换,进而控制进出空气弹簧的空气质量流量,调节车身高度。然而,各工作模式下的系统状态变量更新为典型的连续动态过程,因此,ECAS控制系统可以看作一混杂系统。本文针对ECAS控制过程中出现的车高振荡超调、整车姿态失稳、整车性能恶化、电磁阀切换频繁等控制难点,设计了ECAS车身高度和阻尼调节混杂控制系统,以期为相关领域研究提供相关技术支持。首先,对空气悬架工作过程进行详细分析,根据研究目标提出建模假设。在此基础上,基于变质量充放气热力学原理,推导了空气弹簧内部气压、空气弹簧位移与空气质量流量之间的数学表达式。进一步结合车辆系统动力学原理、磁流变阻尼减振器非线性振动特性和电磁阀非线性气流特性,建立空气悬架车身高度与阻尼调节非线性模型。其次,根据系统控制目标和要求,分析了空气悬架车身高度模式切换与对应电磁阀开关状态之间存在的逻辑关系,根据各模式之间的切换条件,建立反映系统连续动态过程演化的离散事件集合,揭示了连续动态过程演化、离散事件集合及其切换条件之间的相互耦合和作用关系,为后续混杂模型的建立奠定了理论基础。第三,结合系统实际工作特性,对系统非线性部件进行合理线性化,基于命题逻辑对电磁开关状态逻辑关系、分段近似边界约束等离散事件进行定义,采用混杂系统描述语言（Hybrid System Describe Language,HYSDEL）对空气悬架离散事件与连续动态过程之间的相互耦合关系进行描述,并通过编译得到了标准的混合逻辑动态（Mixed logical dynamical,MLD）模型。通过与非线性模型对比,验证了所建立的MLD模型的准确性。第四,考虑到系统控制变量的混杂特性,提出了一种适用于空气悬架混杂系统的车身高度与阻尼调节分层控制策略,即上层建立了基于混杂自动机的电磁阀开关状态控制策略,实现车高调节的精确跟踪;下层提出了基于混杂模型预测控制（Hybrid Model Predictive Control,HMPC）的磁流变阻尼器电流控制策略,实现磁流变阻尼减振器最优控制律的求解,提升车辆整体性能。第五,搭建空气悬架车身高度与阻尼调节混杂系统控制器,并将其与传统PID控制器的性能和控制效果进行验证,对比两者在车高调节精确性和整车姿态控制效果的性能优劣,并分析其内在原因,总结提炼相关结论,为ECAS相关领域以及其他领域所涉及的混杂系统控制提供相关研究经验。
二、非线性动力学与语言研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非线性动力学与语言研究（论文提纲范文）
（1）车辆路径跟踪并行预测控制器设计及FPGA实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 非线性模型预测控制研究现状 |
| 1.3 FPGA技术发展及应用现状 |
| 1.4 智能车辆路径跟踪控制研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 车辆路径跟踪非线性预测控制器设计 |
| 2.1 控制系统概述 |
| 2.2 车辆横纵向动力学耦合模型 |
| 2.2.1 三自由度车辆动力学模型 |
| 2.2.2 轮胎模型 |
| 2.3 非线性模型预测控制器设计 |
| 2.4 实验结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 非线性预测控制并行优化求解方法 |
| 3.1 并行优化求解方案分析 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.2.1 后向欧拉离散 |
| 3.2.2 非线性规划问题描述 |
| 3.3 非线性规划问题转换 |
| 3.3.1 优化问题的KKT条件 |
| 3.3.2 牛顿优化求解 |
| 3.4 并行结构优化计算 |
| 3.4.1 方程的解耦并行计算 |
| 3.4.2 并行计算的前后校正 |
| 3.4.3 并行牛顿优化方法结构分析 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 3.5.1 离线仿真实验 |
| 3.5.2 计算性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 非线性预测控制器FPGA硬件加速实现 |
| 4.1 控制器的FPGA实现方案 |
| 4.2 控制算法的C/C++代码化设计 |
| 4.2.1 定点数据设计及验证 |
| 4.2.2 ARM板级验证 |
| 4.3 控制算法的硬件加速设计 |
| 4.3.1 并行牛顿优化算法加速 |
| 4.3.2 求解算法全加速 |
| 4.3.3 并行结构设计 |
| 4.4 系统整体测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 硬件在环实验验证 |
| 5.1 实时实验平台搭建 |
| 5.2 实时实验及结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）互联电力系统动力学分析与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义及背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电力系统动力学分析研究现状 |
| 1.2.2 电力系统控制类问题研究现状 |
| 1.3 论文结构安排 |
| 2 系统动力学与非线性控制理论仿真分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 动力学分析基础理论 |
| 2.2.1 稳定性与分岔 |
| 2.2.2 混沌的定义与判断方法 |
| 2.3 稳定性与混沌仿真分析 |
| 2.3.1 混沌系统仿真 |
| 2.3.2 系统动力学分析 |
| 2.4 非线性控制理论基础 |
| 2.4.1 模糊控制理论 |
| 2.4.2 基于beckstepping方法的自适应控制理论 |
| 2.5 非线性自适应模糊控制仿真分析 |
| 2.5.1 模糊系统状态描述 |
| 2.5.2 控制算法设计与分析 |
| 2.5.3 仿真实例 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于二阶互联电力系统的动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 互联电力系统模型 |
| 3.3 具有周期负载的双机互联电力系统的动力学分析 |
| 3.3.1 数值计算 |
| 3.3.2 李雅普诺夫指数分析 |
| 3.3.3 分岔与相空间仿真分析 |
| 3.4 系统参数敏感性研究 |
| 3.4.1 系统对初值敏感性的研究 |
| 3.4.2 系统对负载扰动频率的敏感性 |
| 3.5 本章小节 |
| 4 负荷扰动互联电力系统预设性能控制器设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型 |
| 4.3 模糊推理法与预设性能控制 |
| 4.3.1 模糊推理法 |
| 4.3.2 预设性能控制 |
| 4.4 具有预设性能的模糊自适应控制器设计 |
| 4.4.1 前馈控制器设计 |
| 4.4.2 反馈控制器设计 |
| 4.4.3 最终一直有界性证明 |
| 4.5 仿真结果与分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（3）基于改进FPM无网格算法两类非线性动力学三维问题的高效性模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 动力学问题数值研究现状 |
| 1.2.2 FPM算法研究现状 |
| 1.2.3 GPU并行计算研究现状 |
| 1.3 本文主要工作及内容安排 |
| 第2章 FPM方法及GPU并行计算 |
| 2.1 FPM方法 |
| 2.1.1 FPM算法基本过程 |
| 2.1.2 权函数的选取 |
| 2.2 GPU并行计算 |
| 2.2.1 CUDA编程模型 |
| 2.2.2 CUDA线程模型 |
| 2.2.3 CUDA内存模型 |
| 2.3 算法校验 |
| 第3章 高维非线性薛定谔问题基于时间分裂FPM方法高效性数值模拟研究 |
| 3.1 非线性薛定谔方程 |
| 3.2 基于FPM的高效模拟算法(SS-FPM-GPU) |
| 3.2.1 时间分裂格式 |
| 3.2.2 求解NLSE(s)的SS-FPM-GPU方法 |
| 3.3 数值算法收敛速度和加速比分析 |
| 3.3.1 二维周期边界非线性薛定谔方程 |
| 3.3.2 三维Dirichlet边界非线性薛定谔方程 |
| 3.4 数值预测 |
| 3.4.1 一维二分量非线性薛定谔方程组 |
| 3.4.2 二维奇异性周期边值条件的非线性薛定谔方程 |
| 3.4.3 三维带旋转项非线性薛定谔方程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高维含高阶导数CAHN-HILLIARD问题基于FPM方法高效性数值模拟研究 |
| 4.1 含高阶导数的CAHN-HILLIARD问题 |
| 4.2 基于FPM的高效模拟算法(CH-FPM-GPU) |
| 4.3 数值算法收敛性分析 |
| 4.3.1 径向对称Cahn-Hilliard方程收敛性分析 |
| 4.3.2 球对称的Cahn-Hilliard方程收敛性分析 |
| 4.4 数值预测 |
| 4.4.1 非规则区域下的二相分离现象模拟研究 |
| 4.4.1.1 二维磁盘域内二相分离现象 |
| 4.4.1.2 二维星形域内二相分离现象 |
| 4.4.1.3 二维脑切面域内二相分离现象 |
| 4.4.1.4 三维环形域内二相分离现象 |
| 4.4.1.5 三维Schwarz-P、Schwarz-D和Schoen-G域内二相分离现象 |
| 4.4.2 非规则区域下的三相分离现象模拟研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 本文创新 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
（4）基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 航空发动机振动问题研究与发展历程 |
| 1.2.1.1 转子系统 |
| 1.2.1.2 转子-轴承耦合系统 |
| 1.2.1.3 转子-支承-机匣耦合系统 |
| 1.2.2 航空发动机整机动力学研究现状 |
| 1.2.3 振动传递特性研究方法发展历程 |
| 1.2.3.1 传递路径分析方法 |
| 1.2.3.2 功率流法 |
| 1.2.4 结构声强法理论与实验研究现状 |
| 1.2.4.1 结构声强法理论与数值研究现状 |
| 1.2.4.2 结构声强法实验与测量研究现状 |
| 1.2.5 小结 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 第2章 结构声强法理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 振动波理论 |
| 2.2.1 纵波 |
| 2.2.2 横波 |
| 2.2.2.1 剪切波 |
| 2.2.2.2 扭转波 |
| 2.2.3 弯曲波 |
| 2.3 结构声强法 |
| 2.3.1 通用表述 |
| 2.3.2 不同类型振动波表述 |
| 2.3.2.1 纵波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.2 剪切波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.3 扭转波所传递的振动能量 |
| 2.3.2.4 弯曲波所传递的振动能量 |
| 2.3.3 不同结构单元表述 |
| 2.3.3.1 板壳单元 |
| 2.3.3.2 梁单元 |
| 2.3.3.3 实体结构单元 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 结构声强矢量场求解与可视化 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 有限单元法基本原理与步骤 |
| 3.3 FLAG通讯机制 |
| 3.4 通用求解程序 |
| 3.5 物理空间与计算空间转换 |
| 3.6 振动能量流线可视化 |
| 3.7 可行性与准确性验证 |
| 3.7.1 算例一 |
| 3.7.2 算例二 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 双转子-支承-机匣耦合系统瞬态振动能量传递特性 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 双转子-支承-机匣耦合系统 |
| 4.3 全局瞬态结构声强矢量场求解与可视化 |
| 4.3.1 通用求解程序预留接口命令输入 |
| 4.3.2 收敛性分析 |
| 4.3.3 准确性分析(网格无关性验证) |
| 4.4 耦合系统全局瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.4.1 瞬态结构声强场频响特性 |
| 4.4.2 转子、支板、机匣部件间瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.5 机匣不同类型振动波瞬态振动能量传递特性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结构声强与结构振动特性内在物理联系 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 结构声强的量纲 |
| 5.3 内在物理联系的理论分析 |
| 5.4 转子模态振型对振动能量传递特性的影响 |
| 5.4.1 概述 |
| 5.4.2 一阶弯曲模态 |
| 5.4.3 锥动模态 |
| 5.4.4 平动模态 |
| 5.4.5 小结 |
| 5.5 基于瞬态振动能量传递控制的转子振动抑制研究 |
| 5.5.1 带有周向环槽的低压转子结构 |
| 5.5.2 周向环槽对瞬态振动能量传递特性的影响分析 |
| 5.5.3 验证周向环槽对转子弯曲振动的抑制作用 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 稳态振动能量传递特性及减振应用 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 机匣稳态振动能量传递特性分析 |
| 6.2.1 航空发动机整机机匣耦合结构 |
| 6.2.2 机匣稳态结构声强矢量场求解及可视化 |
| 6.2.3 机匣模态分析 |
| 6.2.4 振动能量通量比 |
| 6.2.5 结果分析与讨论 |
| 6.3 机匣稳态振动能量耦合特性分析 |
| 6.3.1 理论分析 |
| 6.3.2 数值验证 |
| 6.3.3 附加反相激励载荷对振动能量传递控制及振动抑制的作用 |
| 6.3.3.1 概述 |
| 6.3.3.2 带孔板件结构模型 |
| 6.3.3.3 附加反相激励载荷对振动能量传递特性的影响 |
| 6.3.3.4 附加反相激励载荷对结构振动的抑制作用 |
| 6.4 稳态振动能量涡流场在振动抑制中的作用 |
| 6.4.1 安装节诱导的振动能量涡流场 |
| 6.4.1.1 单转子-支承-机匣耦合模型 |
| 6.4.1.2 安装节位置对振动能量传递特性的影响分析 |
| 6.4.1.3 时、频域中机匣组件减振有效性评估 |
| 6.4.2 机匣周向加肋筋诱导的振动能量涡流场 |
| 6.4.2.1 带有周向加肋筋的机匣-支承-转子耦合系统 |
| 6.4.2.2 振动能量传递率 |
| 6.4.2.3 机匣模态分析 |
| 6.4.2.4 加肋与未加肋机匣稳态结构声强矢量场 |
| 6.4.2.5 能量涡流场对稳态振动能量传递率的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 非线性结构中振动能量传递特性初步探究 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 考虑非线性接触的螺栓预紧法兰连接平板组件 |
| 7.3 非线性瞬态结构声强矢量场求解与可视化 |
| 7.4 非线性瞬态振动能量传递特性 |
| 7.4.1 F1 沿+z方向加载 |
| 7.4.2 F1 沿-z方向加载 |
| 7.5 微观振动能量传递过程与宏观运动状态变化过程对应分析 |
| 7.5.1 阻尼及外部激励载荷作用下的相轨迹 |
| 7.5.2 相轨迹与瞬态结构声强矢量场映射关系分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论、创新点与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A FLAG通讯机制APDL命令流及MATLAB脚本语言 |
| 附录B 瞬态转子不平衡力载荷表命令流 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于磁流变阻尼器的车辆座椅悬架系统控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 磁流变液与磁流变阻尼器简介 |
| 1.2.1 磁流变液的研究发展现状 |
| 1.2.2 磁流变阻尼器的研究发展现状 |
| 1.3 磁流变阻尼器力学模型研究发展现状 |
| 1.3.1 磁流变阻尼器正向力学模型 |
| 1.3.2 磁流变阻尼器逆向力学模型 |
| 1.4 车辆半主动座椅悬架的研究发展现状 |
| 1.5 磁流变阻尼器的控制方法研究进展 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 磁流变阻尼器性能试验与力学建模 |
| 2.1 磁流变液的流变特性 |
| 2.2 磁流变阻尼器的工作原理及模式 |
| 2.3 磁流变阻尼器的性能试验 |
| 2.4 磁流变阻尼器模型建立及其参数辨识 |
| 2.4.1 粒子群优化算法基本原理 |
| 2.4.2 基于粒子群优化算法的参数识别方法 |
| 2.4.3 基于粒子群优化算法与非线性最小二乘法相结合的参数识别方法 |
| 2.4.4 修正Dahl仿真模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 车辆座椅悬架系统建模与动力学分析 |
| 3.1 路面输入模型 |
| 3.1.1 随机路面输入模型 |
| 3.1.2 凸块路面输入模型 |
| 3.2 车辆半主动座椅悬架系统建模 |
| 3.2.1 三自由度1/4车半主动座椅悬架系统模型 |
| 3.2.2 五自由度1/2车半主动座椅悬架系统模型 |
| 3.2.3 十自由度整车半主动座椅悬架系统模型 |
| 3.3 五自由度1/2车被动座椅悬架动力学分析 |
| 3.3.1 五自由度1/2车被动座椅悬架系统模型 |
| 3.3.2 五自由度1/2车座椅悬架时域仿真分析 |
| 3.3.3 五自由度1/2车被动座椅悬架幅频特性仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 车辆半主动座椅悬架系统控制策略研究 |
| 4.1 变论域模糊控制策略研究 |
| 4.1.1 模糊控制基本理论 |
| 4.1.2 模糊控制器设计 |
| 4.1.3 变论域模糊控制基本原理 |
| 4.1.4 基于模糊推理的变论域模糊控制器设计 |
| 4.1.5 基于模糊推理的变论域模糊控制仿真研究 |
| 4.2 ANFIS-PID控制策略研究 |
| 4.2.1 PID控制器设计 |
| 4.2.2 模糊-PID控制器设计 |
| 4.2.3 ANFIS-PID控制器基本原理 |
| 4.2.4 ANFIS-PID控制器设计 |
| 4.2.5 ANFIS-PID控制仿真研究 |
| 4.3 两种控制策略仿真结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 主要工作回顾 |
| 5.2 本课题今后需进一步研究的地方 |
| 参考文献 |
| 个人简历在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概述 |
| 1.2.1 行星齿轮传动系统动力学研究概况 |
| 1.2.2 转子系统动力学研究概况 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 行星齿轮增速系统动力学模型 |
| 2.1 直齿行星齿轮系统相关参数计算 |
| 2.1.1 啮合频率计算 |
| 2.1.2 啮合相位计算 |
| 2.2 非线性因素描述 |
| 2.2.1 齿侧间隙 |
| 2.2.2 时变啮合刚度 |
| 2.2.3 综合啮合误差 |
| 2.2.4 阻尼系数 |
| 2.3 齿轮系统动力学方程的建立 |
| 2.3.1 等效动力学模型的建立 |
| 2.3.2 各部件运动及相对位移分析 |
| 2.3.3 系统动力学微分方程的建立 |
| 2.4 动力学方程的处理 |
| 2.4.1 消除刚体位移 |
| 2.4.2 动力学方程的无量纲化 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 密封转子系统动力学模型 |
| 3.1 结构分析以及性能特征 |
| 3.1.1 结构分析 |
| 3.1.2 接触式密封片的性能特征 |
| 3.2 系统简化以及等效动力学模型的建立 |
| 3.2.1 系统的简化 |
| 3.2.2 动力学模型的建立 |
| 3.3 动力学方程的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态响应分析 |
| 4.1 系统相关参数整理 |
| 4.2 动力学模型的建立及方程求解 |
| 4.2.1 动力学模型及方程的建立 |
| 4.2.2 动力学方程的求解方法 |
| 4.2.3 动力学方程的Matlab求解 |
| 4.3 系统的动态响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 ADAMS动力学仿真分析 |
| 5.1 ADAMS软件简介 |
| 5.2 系统虚拟样机模型 |
| 5.2.1 模型简化及导入 |
| 5.2.2 模型参数设置 |
| 5.3 系统的运动及动力学仿真分析 |
| 5.3.1 系统动力学方程 |
| 5.3.2 求解设置 |
| 5.3.3 ADAMS仿真分析 |
| 5.3.4 仿真与理论结果对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 动态特性试验研究 |
| 6.1 试验装置 |
| 6.1.1 试验装置整体结构 |
| 6.1.2 试验装置子系统 |
| 6.1.3 试验方案 |
| 6.2 试验分析 |
| 6.3 试验与理论结果对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（7）燃气轮机周向拉杆转子连接刚度对轴系转子动力学特性影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 拉杆转子连接刚度计算问题的研究 |
| 1.2.2 考虑连接刚度的转子动力学计算模型的研究 |
| 1.2.3 拉杆转子非线性动态特性问题的研究 |
| 1.2.4 考虑热弹耦合的转子动力学模型 |
| 1.2.5 燃气轮机转子系统振动控制技术研究 |
| 1.3 本文研究的目的、意义和主要内容 |
| 1.3.1 本文研究的目的、意义 |
| 1.3.2 本文研究的主要内容 |
| 第2章 盘-盘连接刚度的计算方法及其变化规律 |
| 2.1 Hertz接触理论与GW模型的理论分析 |
| 2.1.1 Hertz接触理论 |
| 2.1.2 GW接触理论 |
| 2.1.3 盘-盘弯曲刚度的理论推导 |
| 2.2 预紧力加载方法及其分析 |
| 2.2.1 预紧力单元法 |
| 2.2.2 渗透法 |
| 2.2.3 两种加载方法与理论值的对比 |
| 2.3 有限元计算模型及其分析 |
| 2.3.1 计算模型及计算方法 |
| 2.3.2 盘-盘弯曲刚度有限元计算结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 轴向温度分布对转子动力学特性的影响 |
| 3.1 连接刚度的施加与临界转速计算 |
| 3.1.1 盘-盘连接刚度施加方法 |
| 3.1.2 弯曲刚度施加方法验证 |
| 3.2 转子轴向温度分析有限元模型 |
| 3.2.1 梁单元在轴向温度分布下的动力学模型 |
| 3.2.2 具有轴向温度分布的简单转子动态特性 |
| 3.3 轴向温度分布下考虑连接刚度的拉杆转子动力学计算 |
| 3.3.1 材料属性变化对临界转速的影响 |
| 3.3.2 温度场对盘-盘连接刚度的影响 |
| 3.3.3 轴向温度分布对临界转速的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 考虑连接刚度的转子振动响应求解 |
| 4.1 振动响应求解方法 |
| 4.1.1 微分方程的改写 |
| 4.1.2 谐波平衡方程求解 |
| 4.1.3 求解方法验证 |
| 4.2 整机转子考虑连接刚度的谐响应分析 |
| 4.2.1 转子临界转速与响应分析 |
| 4.2.2 各向异性连接刚度下的响应分析 |
| 4.2.3 时变连接刚度下的响应分析 |
| 4.3 故障模式下考虑连接刚度的转子特性计算 |
| 4.3.1 相轨迹与相空间 |
| 4.3.2 庞加莱映射与分岔理论 |
| 4.3.3 常微分初值问题的求解方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 考虑连接刚度的拉杆转子动力学试验设计 |
| 5.1 试验目的与试验台简介 |
| 5.1.1 试验目的 |
| 5.1.2 试验台简介 |
| 5.1.3 试验件设计简介 |
| 5.2 试验件与试验条件设计 |
| 5.2.1 拉杆预紧力大小设置准则 |
| 5.2.2 接触面状态参数的确定 |
| 5.2.3 应力取值与预紧力计算 |
| 5.3 试验设计 |
| 5.3.1 动态试验简介 |
| 5.3.2 模态试验简介 |
| 5.3.3 弯曲刚度测试试验简介 |
| 5.3.4 试验中应考虑的误差 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 有限元中温度场加载的APDL语言 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）基于知识工程的集装箱船绑扎系统智能设计及其非线性动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 集装箱运输及系固概述 |
| 1.2.1 船舶货物运输 |
| 1.2.2 甲板上集装箱的装载和布置 |
| 1.2.3 甲板上集装箱绑扎设备 |
| 1.3 知识工程在船舶设计中应用的研究进展 |
| 1.3.1 知识工程原理 |
| 1.3.2 基于知识工程的船舶结构设计研究 |
| 1.4 集装箱船绑扎系统研究进展 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第二章 基于知识工程的绑扎桥结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统开发的CAX框架流程 |
| 2.3 知识库构建 |
| 2.3.1 规范设计库 |
| 2.3.2 规则检查库 |
| 2.3.3 模型库 |
| 2.3.4 材料库 |
| 2.4 基于知识的绑扎桥结构智能设计 |
| 2.4.1 装配体参数化设计 |
| 2.4.2 结构优化 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于知识工程的绑扎桥多目标优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 知识库的构建及知识表示 |
| 3.2.1 知识模板库 |
| 3.2.2 参数化图形模板库 |
| 3.2.3 面向对象的知识表示 |
| 3.3 基于知识的绑扎桥结构多目标优化 |
| 3.3.1 基于知识的绑扎桥结构设计 |
| 3.3.2 绑扎桥结构数值模拟 |
| 3.3.3 基于知识的绑扎桥结构多目标优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 绑扎桥与船体结构耦合性试验及数值模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 绑扎桥和船体结构耦合数值模拟 |
| 4.2.1 数值模型构建 |
| 4.2.2 静强度分析 |
| 4.2.3 模态分析 |
| 4.3 绑扎桥相似畸变模型构建 |
| 4.4 绑扎桥结构的静强度试验 |
| 4.4.1 试验方案 |
| 4.4.2 试验结果及误差分析 |
| 4.5 绑扎桥结构的模态试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 集装箱堆垛结构动态试验及数值模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 20英尺ISO海运集装箱缩尺模型构建 |
| 5.3 四层集装箱单堆垛的动态响应研究 |
| 5.3.1 试验研究对象 |
| 5.3.2 试验方案及数值模型 |
| 5.3.3 试验、理论计算及数值模拟结果 |
| 5.4 十一层集装箱堆垛动态响应研究 |
| 5.4.1 绑扎桥和绑扎组件的刚度 |
| 5.4.2 试验方案及数值模型构建 |
| 5.4.3 试验、理论计算及数值模拟结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 绑扎桥结构的动态试验及数值模拟研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验方案及数值模型构建 |
| 6.3 试验和数值模拟结果 |
| 6.3.1 激励的幅值 |
| 6.3.2 激励的频率 |
| 6.3.3 间隙效应 |
| 6.3.4 绑扎杆刚度 |
| 6.3.5 有效负载 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文的创新性 |
| 7.3 进一步研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（9）水下平台与潜器协同作业过程仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景、对象及意义 |
| 1.2 水下航行器运动建模方法综述 |
| 1.2.1 运动建模理论发展历程 |
| 1.2.2 航行器水动力系数获取 |
| 1.2.3 航行器运动建模实现 |
| 1.3 水下缆索运动建模理论综述 |
| 1.3.1 水下缆索运动建模问题描述 |
| 1.3.2 水下缆索稳态运动研究 |
| 1.3.3 水下缆索动态问题研究 |
| 1.4 海洋工程水下吊装系统综述 |
| 1.5 Modelica工程应用 |
| 1.6 本文主要研究内容与章节规划 |
| 第二章 深海吊装系统运动模型仿真框架 |
| 2.1 Modelica语言建模 |
| 2.1.1 Modelica语言特性 |
| 2.1.3 Modelica建模与仿真流程 |
| 2.1.4 应用标准库简化深海吊装系统运动建模 |
| 2.2 深海吊装系统运动模型总体仿真架构 |
| 2.2.1 水下平台及被吊对象运动建模仿真流程 |
| 2.2.2 水下缆索动态运动建模仿真流程 |
| 2.2.3 深海吊装系统运动模型总体功能框架 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 面向对象的水下航行器运动建模方法 |
| 3.1 水下航行器通用仿真框架 |
| 3.2 运动学坐标系规定 |
| 3.3 动力学模型 |
| 3.3.1 刚体动力模型 |
| 3.3.2 流体动力模型 |
| 3.3.3 静力模型 |
| 3.3.4 推进器推力模型 |
| 3.4 水下航行器通用仿真模型建立 |
| 3.4.1 航行器面向对象仿真架构 |
| 3.4.2 基于陈述式特性撰写仿真代码 |
| 3.5 水下航行器仿真模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 水下缆索稳态与动态运动建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 缆索连续模型的动力学分析 |
| 4.2.1 缆索微元受力分析 |
| 4.2.2 缆索动力学平衡方程 |
| 4.2.3 缆索运动学辅助方程 |
| 4.2.4 缆索运动偏微分方程组 |
| 4.3 缆索稳态分析与数值求解 |
| 4.3.1 缆索稳态模型简化 |
| 4.3.2 欧拉方法求解缆索稳态模型 |
| 4.3.3 缆索稳态仿真验证 |
| 4.4 缆索动态问题数值求解 |
| 4.4.1 运动控制方程的矩阵形式 |
| 4.4.2 差分格式的重新构造 |
| 4.4.3 牛顿迭代法求解差分方程 |
| 4.4.4 缆索动态仿真验证 |
| 4.4.5 动态仿真中变缆长问题 |
| 4.4.6 应用Modelica语言建立缆索运动模型 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水下平台与潜器协同作业仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 深海吊装系统作业流程 |
| 5.3 被吊对象吸附力模型 |
| 5.4 均衡系统模型 |
| 5.5 水下平台吊装系统运动仿真 |
| 5.5.1 深海吊装系统完整仿真框架 |
| 5.5.2 吊装系统作业过程仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间学术成果 |
（10）空气悬架混合逻辑动态建模及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电控空气悬架概述 |
| 1.2.2 电控空气悬架控制策略概述 |
| 1.2.3 混杂系统建模及优化控制方法概述 |
| 1.3 本课题提出 |
| 1.3.1 目前研究存在的不足 |
| 1.3.2 研究存在的难点 |
| 1.3.3 研究目的和意义 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 单轮空气悬架混杂模型建立 |
| 2.1 单轮空气悬架工作过程描述 |
| 2.1.1 单轮空气悬架工作过程分析 |
| 2.1.2 单轮空气悬架混杂特性分析 |
| 2.2 单轮空气悬架车身高度和阻尼调节系统建立 |
| 2.2.1 模型假设 |
| 2.2.2 空气弹簧和管路模型建立 |
| 2.2.3 电磁阀模型建立 |
| 2.2.4 单轮空气悬架模型建立 |
| 2.3 单轮空气悬架非线性模型线性化 |
| 2.3.1 磁流变阻尼器模型线性化 |
| 2.3.2 电磁阀模型线性化 |
| 2.3.3 单轮空气悬架模型线性化 |
| 2.4 单轮空气悬架MLD建模 |
| 2.4.1 基于MLD的混杂系统建模方法 |
| 2.4.2 磁流变阻尼器MLD建模 |
| 2.4.3 电磁阀MLD建模 |
| 2.4.4 单轮空气悬架MLD建模 |
| 2.4.5 系统MLD模型验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 单轮空气悬架车身高度与阻尼调节分层控制 |
| 3.1 单轮空气悬架系统控制问题描述 |
| 3.1.1 车高调节振荡现象 |
| 3.1.2 系统控制目标 |
| 3.1.3 系统控制要求 |
| 3.2 车高调节混杂自动机概述 |
| 3.3 基于混杂自动机的电磁阀开关控制策略 |
| 3.3.1 电磁阀开关控制描述 |
| 3.3.2 车高调节混杂自动机建立 |
| 3.4 基于MLD模型的混杂系统预测控制器设计 |
| 3.4.1 MLD系统最优控制问题建立 |
| 3.4.2 MLD系统模型预测控制 |
| 3.4.3 控制系统稳定性分析 |
| 3.5 基于混杂模型预测控制的磁流变阻尼器电流控制策略 |
| 3.5.1 控制目标函数建立 |
| 3.5.2 系统MIQP问题建立 |
| 3.6 单轮空气悬架分层控制策略仿真验证 |
| 3.6.1 静态工况系统仿真 |
| 3.6.2 动态工况系统仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 整车空气悬架混杂模型建立 |
| 4.1 整车空气悬架工作过程描述 |
| 4.1.1 整车空气悬架工作过程分析 |
| 4.1.2 整车空气悬架混杂特性分析 |
| 4.2 整车空气悬架非线性模型建立 |
| 4.2.1 整车动力学模型 |
| 4.2.2 四轮路面激励时域模型建立 |
| 4.3 整车空气悬架混杂模型建立 |
| 4.3.1 磁流变阻尼器MLD建模 |
| 4.3.2 电磁阀MLD建模 |
| 4.3.3 整车空气悬架MLD建模 |
| 4.4 整车空气悬架混杂模型验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 整车空气悬架车身高度与阻尼调节分层控制 |
| 5.1 整车空气悬架控制问题描述 |
| 5.1.1 车身姿态失稳现象 |
| 5.1.2 系统控制要求 |
| 5.1.3 系统总体控制方案 |
| 5.2 整车电磁阀开关控制策略设计 |
| 5.2.1 整车电磁阀开关控制问题描述 |
| 5.2.2 整车车高调节混杂自动机建立 |
| 5.3 整车磁流变阻尼器电流混杂模型预测控制 |
| 5.3.1 控制目标函数建立 |
| 5.3.2 系统MIQP问题建立 |
| 5.4 整车分层控制策略仿真验证 |
| 5.4.1 静态工况仿真 |
| 5.4.2 动态工况仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 进一步工作和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
四、非线性动力学与语言研究（论文参考文献）
- [1]车辆路径跟踪并行预测控制器设计及FPGA实现[D]. 曲逸. 吉林大学, 2021
- [2]互联电力系统动力学分析与控制研究[D]. 陈澜征. 武汉纺织大学, 2021(08)
- [3]基于改进FPM无网格算法两类非线性动力学三维问题的高效性模拟研究[D]. 胥康. 扬州大学, 2021(08)
- [4]基于结构声强可视化的航空发动机转子-支承-机匣耦合系统振动能量传递特性研究[D]. 马英群. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [5]基于磁流变阻尼器的车辆座椅悬架系统控制技术研究[D]. 林豪. 华东交通大学, 2020(01)
- [6]考虑齿轮啮合特征的密封转子系统动态特性研究[D]. 周昂. 西安理工大学, 2020(01)
- [7]燃气轮机周向拉杆转子连接刚度对轴系转子动力学特性影响的研究[D]. 张帆. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [8]基于知识工程的集装箱船绑扎系统智能设计及其非线性动力学研究[D]. 李春通. 上海交通大学, 2020
- [9]水下平台与潜器协同作业过程仿真研究[D]. 韩枫. 中国舰船研究院, 2020(02)
- [10]空气悬架混合逻辑动态建模及控制策略研究[D]. 陆伟. 重庆交通大学, 2020(01)