一、高阶Vacco动力学方程的循环积分降阶法（论文文献综述）
廉艳平,王潘丁,高杰,刘继凯,李取浩,刘长猛,贺小帆,高亮,李好,雷红帅,李会民,肖登宝,郭旭,方岱宁[1]（2021）在《金属增材制造若干关键力学问题研究进展》文中认为金属增材制造是一种兼顾复杂结构和高性能构件成形需求的颠覆性制造技术,在航空、航天、交通、核电等领域具有广阔的应用前景和发展空间.该技术大规模推广应用所面临的制造效率和控形保性挑战是一个涉及力学、光学、材料、机械、控制等多学科交叉的难题.本文针对其中涉及的若干关键力学问题,阐述了近年来国内外在面向金属增材制造的结构拓扑优化设计、制造过程数值模拟、成形材料与结构的缺陷表征和性能评价方面的研究进展,并对金属增材制造的结构设计-制造模拟-性能评价的发展趋势进行了展望.
张青云[2]（2021）在《柔性空间闭链机器人非线性数学建模及智能控制算法研究》文中提出机器人朝高速、高精度及轻质化方向发展,使其运动不仅包含大范围的刚体运动,还存在柔性轻质构件变形产生的弹性振动运动。柔性构件变形引起的系统振动,将导致系统运动轨迹精度下降,并且过大的惯性力将使系统关节和构件损伤甚至破坏,降低系统使用寿命。构建柔性机器人的精确非线性数学模型是实现数值解优化的必要手段。同时,基于精确非线性数学模型开展控制算法研究可提高跟踪轨迹精度,且降低智能控制算法复杂度。本文以运动支链中既存在刚性构件,又存在柔性构件的空间闭链机器人为研究对象,对其数学模型构造方式、数值求解算法及控制算法问题进行了深入研究。本文主要研究工作及成果如下:一、针对柔性多体系统数学模型构建不精确问题,提出了一种新的柔性多体系统可计算模型。首先,利用有限元法和浮动坐标系法相结合,建立考虑耦合效应的柔性单元数学模型。其次,根据系统约束模型建立考虑微小位移的末端执行器数学模型。最后,将刚性系统模型、柔性单元数学模型及末端执行器数学模型进行装配即可得到精确柔性多体系统的可计算模型。该模型通用性强,可用于任意含柔性空间构件的柔性多体系统数学模型的构建。二、柔性多体系统可计算模型为时变、强耦合、高度非线性的微分代数方程。为克服数值求解过程中因初值估计不准确导致的数值发散问题及通过增加约束方程使模型维度增加,降低求解效率等问题,提出了通过模型降阶算法将微分代数方程问题转化为纯微分问题进行求解,并根据约束违约稳定算法（Baumgarte’s constraint violation stabilization methods,BSM）保证约束模型有效性。这种求解算法结构简单且易于实现,可提高复杂数学模型的求解效率,且保证解的精度。三、基于建立的非线性数学模型,采用前馈补偿与比例-微分（Proportion Derivative,PD）控制器相结合的控制算法,分析了系统末端执行器轨迹跟踪精度、扰动抑制情况以及外载荷为零倍臂杆质量、三倍臂杆质量和五倍臂杆质量下的单点轨迹跟踪精度。同时,为了避免建模过程中非线性未知项对控制性能的影响,利用模糊控制算法具有的逼近非线性系统特性对系统进行自适应逼近,以提高系统控制性能,并对其设计准则、稳定性、求解原则及有效性进行了详细说明和分析。四、提出一种将神经网络控制器和自适应滑模控制器相结合的新的控制算法。首先,利用自适应滑模控制器来保证轨迹精度,再根据神经网络无线逼近非线性系统的性能来逼近非线性误差和降低未知干扰的影响。在相同系统参数下,对比分析了自适应滑模神经网络和位置比例-积分-微分（Proportion Integral Derivative,PID）控制算法作用下的末端执行器轨迹精度。结果表明:所设计的自适应滑模神经网络控制器满足控制精度要求且与位置PID控制算法相比效果更佳,有效降低了末端执行器的轨迹跟踪误差。新控制算法只需较少隐层节点,说明该控制器结构简单、易于实现、通用性强。
龙依婷[3]（2021）在《电动太阳风帆的柔性多体动力学模型降阶研究》文中进行了进一步梳理
周捷[4]（2021）在《尾流激振压电俘能器的力电耦合分段参数建模与实验研究》文中提出为缓解全球气候变暖,降低碳排放量,发展新型清洁能源成为一大热点。压电俘能器是一种能够将流致振动能转换为电能的装置,可利用的水能不受地形地貌限制,在微电子设备、自供能系统和无线传感等领域被广泛研究,具有结构简单、使用周期长、清洁低碳等优点。目前压电俘能器的研究大多针对风能采集,对更高能量密度的水能研究较少。尾流激振的起振流速低且振幅大,基于尾流激振的悬臂梁式压电俘能器研究是提高低速水流发电效率的关键。本论文在总结压电俘能器国内外研究现状以及未来发展方向的基础上,分析了目前存在的关键问题,提出了尾流激振驱动的悬臂梁式压电俘能器研究方案;并对尾流激振压电俘能器进行了理论建模和实验测试,主要工作及结论如下:（1）采用Hamilton原理及Gauss定理,引入尾流激振理论模型,分别对悬臂梁式压电俘能器的流固耦合及机电耦合过程进行建模,建立了流-固-电三相耦合的分布参数模型;利用等效结构方法与Galerkin模态分析方法,对耦合模型进行降阶简化和解耦,得到了悬臂梁式压电俘能器模型输出电压、功率的解析解;根据实验结果完成了对参数的优化及理论模型的验证;（2）设计了明渠水槽双柱绕流尾流激振压电俘能实验方案,对圆柱、半圆柱、半月柱三种结构的尾流激振压电俘能器特性进行了研究,采用数值方法对三者单独及排列组合情况下的绕流及受力特征进行了计算;明渠水槽实验结果表明,双柱绕流下尾流激振驱动的压电俘能器输出功率远大于单柱俘能器的输出,在流速0.65m/s时,半月柱尾流下,半圆柱、圆柱、半月柱俘能器的输出功率达到1169μW、756μW、57.94μW,分别是无尾流时的287、273、37倍;（3）尾流激振压电俘能器的输出功率受间距、流速共同影响,整体功率随流速的增大而增大,随间距的增大先增大后减小。间隙流动对下游俘能器的影响较大,流速较大时,两侧压差增大,剪切层穿过间隙,对下游俘能器产生较大的力,输出功率增大。这种现象发生在圆柱和半月形柱体尾流下,也就是干扰柱的迎水面是圆弧面时,原因可能是水流沿着圆弧面流动产生的漩涡更容易向中线位置流动,更容易穿过间隙,而半圆柱尾流下漩涡向外发散,不容易穿过间隙。对比干扰柱、下游质量块对输出功率的影响发现,半月柱尾流下俘能器的输出功率最大,半圆柱作为俘能器的受力质量块时输出功率整体最大。说明柱体的扰流特性和受力特性与柱体上游迎水侧的形状有很大关系,尾流流态和迎水侧形状共同影响俘能器的输出响应,迎水侧圆弧面能产生更好的尾流但平面受力性能更好。
石宝山[5]（2021）在《二维水动力及污染物输移过程耦合高分辨率数值模型研究》文中提出全球社会经济的快速发展、城市化的迅速进程和人类活动的增强等因素引发了许多自然灾害。其中,极端降雨天气引起的溃坝洪水、山洪和城市洪涝等水灾害极其严重。此类洪水具有突发性和不可预测性,可能会冲毁下游可释放污染物设施,污染物伴随洪水向下游演进加剧了洪水造成的危害。在城市中降雨径流冲刷地表污染物输移,地表污染物随径流进入城市湖泊等景观水体导致水体恶化,严重影响城市水景观和水环境。为进行高效准确的模拟预测此类洪水事件及带来的水环境问题,数值模型具有较高的使用价值和潜力,为水灾害和水环境管理提供有力的技术支撑。本文水动力及污染物输移过程耦合高分辨率数值模型在Godunov格式的有限体积框架下离散二维浅水方程和污染物输移方程,利用HLLC近似黎曼求解器计算单元网格界面水动力及物质输移通量,应用MUSCL限坡线性重构和龙格-库塔时间积分法实现了时空二阶精度。同时,模型引入GPU并行计算技术大幅度提升模型计算效率。采用理想地形算例验证了模型的精度和稳定性,能够有效的降低数值耗散和虚假的数值振荡,具有较好的数值和谐性。采用经典复杂地形算例模拟计算均匀浓度溃坝水流演进过程,结果表明模型可准确地捕捉复杂地形条件下的干湿界面交替变化过程,与前人报道的结果一致,但模型计算效率优于文献计算结果。最后,分别采用具有实际地形的物理模型Toce河和Malpasset洪水两个算例模拟了洪水驱动下游点源释放污染物伴随洪水向下游演进过程,模拟计算结果表明:点源污染物排放可导致大规模的水体污染并迅速影响下游水体。同时,采用不同高性能GPU和CPU计算模型在不同分辨率网格地形上模拟相同的洪水事件,结果表明,高性能GPU计算技术在保证模拟精度的同时可在高分辨率地形条件下实现大规模高效率计算。以西咸新区沣西新城海绵城市部分核心区域为研究对象,模拟计算城市地表漫流过程及地表污染物输移过程,采用Green-Ampt入渗模型描述土壤水分入渗过程,首先使用实测降雨数据、实测入渗数据和无人机航测的高分辨率DEM数据对模型进行率定和验证,模拟结果表明,在研究区域内所有积水点位（共7处）被准确模拟,其中主要点位（4处）积水范围与实测范围相对误差均小于10.38%,证明了模型能够准确的模拟地表漫流过程。同时,模拟计算地表污染物随降雨径流迁移过程,表明掌握地表径流路径便可采用有效的措施减少地表污染物进入城市景观水体,有效的指导径流污染控制和工程措施的开展。
乔发杰[6]（2021）在《基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法》文中进行了进一步梳理梁构件是一种重要的结构元件,在汽车制造、土木工程和航空航天等领域都有广泛的应用。在工程实践中,梁构件在外载荷的作用下会产生较大的变形,需要使用非线性分析方法,因此,非线性梁结构一直是工程界和学术界广泛研究的课题。本文以大变形梁的仿真分析算法为研究对象,提出基于冯卡门大变形理论的等几何梁求解算法,用于梁结构在大变形、大转动情况下的力学分析。论文的主要研究内容如下:（1）提出大变形梁的等几何分析列式算法,构造了无转动自由度的等几何梁列式。基于欧拉梁理论和冯卡门大变形假设,推导得到了二维和三维框架梁结构的几何大变形列式。采用样条函数精确描述梁结构几何构型,适用于曲梁结构的仿真分析,同时避免了传统有限元分析的网格生成前处理过程,提高了计算精度。（2）基于更新的拉格朗日增量方法,构造了非线性梁结构的求解格式。在结构变形过程中,基于共旋坐标系,构造样条几何描述下的坐标系变换算法和位移、应力和应变的迭代更新算法,有效的提高了其非线性求解的收敛性。（3）编写完成自主可行的大变形等几何梁求解模块,通过算例验证了求解模块的有效性。将本文算法计算结果与商用有限元仿真软件ABAQUS计算结果进行对比验证,证明了本文算法的有效性。基于等几何分析的梁单元可以由较少自由度的计算模型,得到与传统有限元分析方法相同精度的结果,在求解效率上优于有限元方法。本文提出了基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法,并完成了相应软件模块的编制。本文算法可有效地解决大变形梁结构的仿真分析问题,为梁结构模拟提供自主可行的仿真工具。
严乐[7]（2021）在《基于奇异摄动方法的小型水下机器人稳定性优化设计》文中研究说明目前,随着“海洋牧场”的快速建设和海洋资源的深入探索,水下机器人（Unmanned Underwater Vehicle,UUV）正广泛运用于海洋矿产、渔业等资源的开发。针对水下机器人小型化、大众化过程中出现的操作难、易受干扰、易损坏等问题,本文以自主设计的“Aquaman V3”小型水下机器人为基础,通过优化硬件和控制算法,提高小型水下机器人的稳定性与控制精度,使之能够对抗海流、碰撞等外界扰动,降低事故率。首先,在硬件方面,选择开架式结构并利用计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）仿真验证结构的抗冲击能力。采用双芯片结构的同时,设计舱内干燥器保证电路稳定。选取温湿度、深度和MPU9250姿态传感器,多角度测量机器人控制所需信息。选型并设计动力桨、外置相机、机械手等部件,丰富小型水下机器人功能。使用电池、远程供电系统配合供电,保障能源供应。其次,在控制算法方面,使用动量定理与动力矩定理配合双坐标系统获得并简化小型水下机器人的数学模型。使用时标分解法降低简化模型的耦合度,获得小型水下机器人的奇异摄动模型。分别采用CFD仿真法与互补滤波算法,测定解算模型的水动力参数与位置姿态信息,使模型更为精确。基于奇异摄动模型设计串-并联PID控制器,使用一类非线性方法整定PID参数,提高水下机器人的控制精度,减少控制误差。最后,组装小型水下机器人样机,通过压力模拟装置检测硬件性能。使用Matlab/Simulink对串-并联PID控制进行仿真并与经典PID控制对比,验证串-并联PID控制对抗外界扰动时的高稳定性。设计拖曳测试、抗干扰测试与抓取测试,检验水动力参数是否准确,验证小型水下机器人的稳定性能与控制精度是否符合设计指标。
蒋浩[8]（2021）在《磁电混合悬浮带式输送机支承装置协同控制研究》文中提出随着智能矿山设备的研发需求与绿色发展理念的影响,磁电混合悬浮带式输送机作为一种低阻高效的新型带式输送机引起了广泛的关注。而磁悬浮支承装置作为磁电混合悬浮带式输送机的关键点,磁悬浮系统的电磁结构以及控制技术、支承装置协同控制的相关研究对输送机的实现与运行具有重要的意义。因此本文主要工作内容有:基于磁电混合悬浮带式输送机原型机,通过有限元磁场仿真软件与单点磁悬浮试验平台试验分析得出磁悬浮支承装置的实用电磁结构,并介绍支承装置研发的嵌入式开发技术,最后根据磁悬浮装置基本结构建立控制系统中被控对象的数学模型。根据单点磁悬浮系统的稳定性要求,针对磁悬浮系统的非线性与不稳定问题,分别提出两种控制策略:在控制律中采用幂次趋近律,通过RBF网络逼近系统模型的滑模控制;采用速度与气隙信息反馈,通过稳定系统的阻尼与刚度条件调节增益参数的滑模控制;分别通过阶跃响应测试控制技术的稳定性。针对协同控制要求,将支承装置与输送带合理简化,提出一种由杆与铰接组合的输送带微元段结构,建立输送带两支承点耦合模型,同时提出一种改进的BOA算法,将改进算法应用于耦合模型中的参数辨识,最后分别通过输送带参数辨识试验平台和仿真实验验证参数辨识的有效性。为了实现输送机不同位置支承装置的稳定性目标,降低两点式磁悬浮系统的同步误差,针对物料加载端的干扰复杂,提出在滑模控制中采用非线性干扰观测器对实际未知干扰以及系统建模误差干扰进行估计补偿,建立交叉耦合滑模面,沿用单点滑模改进措施,形成基于干扰估计的交叉耦合滑模控制;针对物料平稳运送端,引入输送带参数辨识模型,提出基于参数辨识的速度、位置交叉耦合反馈控制,最终通过实验验证了两种协同控制方法的有效性。图66表5参125
王东,张周锁[9]（2021）在《连接局部迟滞非线性的时频域动力学降阶方法》文中研究指明针对连接结构时域和频域的非线性振动问题,提出一种基于局部非线性转化的动力学降阶方法。采用Newmark法和多谐波平衡法分别将时域和频域的非线性动力学方程转化为非线性代数方程组,将整体结构的非线性动力学响应降阶到仅与连接非线性相关的自由度上进行求解,通过减小迭代过程中Jacobian矩阵的维数来提高计算效率。采用Iwan模型描述连接界面的局部迟滞非线性,利用三自由度质量弹簧振子和连接梁结构研究非线性动力学分析方法的计算精度和效率。结果表明,本文建立的降阶方法预测的非线性动力学响应与现有的未降价方法吻合较好,提出的非线性动力学降阶方法能够有效地减少迭代过程的计算耗费,提高计算效率,时域方法约提高30%,频域方法提高近70倍。
陈宁[10]（2021）在《分段光滑振动系统的多重稳态分析》文中提出分段光滑是机械系统非线性的主要形式之一,解的多重性是非线性系统的重要特征,关于分段光滑振动系统多重解的研究对机械系统参数优化设计、服役性能和故障检测等方面具有实际工程意义。近年来,关于分段光滑振动系统动力学特性的研究以其中部分解为主,大量研究仅仅关注最靠近某个初始条件附近的一个或者两个稳态解,极少能够做到更进一步的研究。分段光滑系统难以被精确解析分析是其中原因之一,在定性分析过程中过度依赖解析解进行庞加莱映射的建立同样是一个重要原因。本文旨在分段光滑振动系统的多重稳态的研究。首先,将难以解析的空气弹簧气囊刚度模型转化为可以近似解析的多项式刚度模型,建立单自由度非线性振动系统的力学模型,在此基础上以数值解为标准通过统计分析的方法分析了近似解析法的误差,结果表明近似解析法的精度缺乏稳定性,不能准确地用于定性分析,因此以近似解析解替代解析解构建庞加莱映射这条思路是行不通的,有必要对现有的定性分析方法进行拓展。理论工作中,从数值计算代替解析求解的角度,摆脱了定性分析过程中对解析解的依赖,从而确定了关于多重稳态分析的体系化方法,用于难以解析的分段光滑振动系统分析。其中,基于数值计算的方法进行庞加莱映射的建立,简称庞加莱截面法,是理论研究的现有基础;结合离散系统的迭代原理和几何原理确定了一种求解分叉参数附近系统近似平衡点的方法;基于差分原理和微分原理的相似性确定了求解近似平衡点处庞加莱映射雅可比矩阵和特征值的迭代方法;基于稳态解具有吸引域的特点,建立了延不同参数路径搜索多重解的方法。通过对单自由度非线性系统分叉行为的仿真研究,发现系统的分叉过程以逐级倍化和滞后现象两种为主,其中系统的滞后现象是多重稳态存在的特征。同时对多重稳态共存的形式进行探究,主包括不同周期解之间共存、周期解和混沌解之间共存以及对称相轨线的方式共存三种方式。然后,建立两自由度分段线性振动模型,对比较成熟的半解析法进行优化后用于研究分段线性系统的分叉行为。对系统中发现的Hopf分叉和倍化分叉利用前面提出的数值化方法进行分析,最终导出的近似平衡点处庞加莱映射近似雅可比矩阵的近似特征值切合分叉理论,证明了方法的有效性。对非经典环面分叉进行分析发现,两个稳定的共存吸引子之间必定存在不稳定的吸引子。通过对不稳定极限环的分析,分析了状态激变能够体现多重解的原因。最后,考虑高次谐波对系统动力学行为的影响,建立了不可解析的两自由度分段光滑振动系统模型,通过对比分析研究了二次谐波和三次谐波对系统动力学行为的影响。通过对平衡点分叉行为的研究得出导致系统多重稳态的另一个原因,同时发现在系统中周期吸引子、拟周期吸引子和混沌吸引子同时存在的多重解共存形式是存在的。对其中一个类似于Hopf-Flip分叉的分叉点进行研究,最终将其定性为Hopf分叉的周期2锁相状态。本文以数值解代替解析解在定性分析过程中的作用,对定性分析方法进行了一定的拓展,使之可以应用于难以解析或者不可解析系统的定性分析。在此基础上对分段线性和分段光滑振动系统的多重稳态问题进行分析,总结多重解共存的普遍方式,对多重解存在时的滞后现象进行了一定的探讨,同时对造成系统多重稳态的原因进行了分析。
二、高阶Vacco动力学方程的循环积分降阶法（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、高阶Vacco动力学方程的循环积分降阶法（论文提纲范文）
（1）金属增材制造若干关键力学问题研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 面向金属增材制造的结构优化设计 |
| 2.1 造物制于形:考虑增材制造工艺约束的拓扑优化 |
| 2.1.1 最小/最大尺寸约束 |
| 2.1.2 自支撑约束 |
| 2.1.3 连通性约束 |
| 2.1.4 成形材料力学性能的各向异性约束 |
| 2.1.5 残余应力与变形约束 |
| 2.2 造物不止于形:基于增材制造的材料/结构多尺度拓扑优化 |
| 2.2.1 尺度分离模型 |
| 2.2.2 尺度相关模型 |
| 2.3 小结 |
| 3 金属增材制造的数值模拟 |
| 3.1 传热传质过程数值模拟 |
| 3.1.1 热-流耦合模型 |
| 3.1.2 热-固耦合模型 |
| 3.1.3 热-流-固耦合模型 |
| 3.2 凝固微观组织数值模拟 |
| 3.2.1 枝晶尺度模型 |
| 3.2.2 晶体尺度模型 |
| 3.3 过程-组织-性能一体化数值模拟 |
| 3.4 小结 |
| 4 金属增材制造材料与构件缺陷表征与性能评价 |
| 4.1 缺陷类型及表征 |
| 4.2 强度分析评价 |
| 4.2.1 实验测试方法 |
| 4.2.2 数值模拟方法 |
| 4.3 疲劳性能评价 |
| 4.3.1 缺陷诱发疲劳失效机理 |
| 4.3.2 疲劳性能表征 |
| 4.3.3 疲劳寿命预测方法 |
| 4.4 抗冲击性能评价 |
| 4.5 小结 |
| 5 展望 |
（2）柔性空间闭链机器人非线性数学建模及智能控制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 模型构建 |
| 1.2.2 数值仿真 |
| 1.2.3 智能控制算法 |
| 1.3 本文主要研究目的和内容 |
| 1.3.1 本文研究目的 |
| 1.3.2 本文研究内容 |
| 第二章 一种新的柔性机器人可计算模型构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚性系统数学模型 |
| 2.2.1 模型特点 |
| 2.2.2 模型构建方法 |
| 2.2.3 仿真实验分析 |
| 2.3 柔性多体系统可计算模型 |
| 2.3.1 模型特点 |
| 2.3.2 可计算模型构造方法 |
| 2.3.3 组成单元数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于MATLAB的模型降阶算法及分析校准 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型降阶算法分析 |
| 3.2.1 模型概述 |
| 3.2.2 模型降阶算法设计 |
| 3.2.3 仿真实验分析 |
| 3.3 与ADAMS仿真模型比较 |
| 3.3.1 ADAMS模型 |
| 3.3.2 跟踪精度结果比较 |
| 3.3.3 应力参数仿真分析 |
| 3.3.4 驱动参数仿真分析 |
| 3.3.5 扰动参数仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 柔性多体系统跟踪控制算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 跟踪控制算法分析 |
| 4.2.1 问题描述 |
| 4.2.2 算法设计 |
| 4.2.3 参数整定 |
| 4.2.4 算法稳定性分析 |
| 4.3 算法仿真及结果分析 |
| 4.3.1 单点跟踪精度仿真结果及分析 |
| 4.3.2 扰动抑制仿真结果及分析 |
| 4.3.3 与传统控制算法比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 柔性多体系统自适应模糊控制算法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 自适应模糊控制算法 |
| 5.2.1 问题描述 |
| 5.2.2 模糊算法设计 |
| 5.2.3 自适应算法设计 |
| 5.2.4 算法稳定性分析 |
| 5.3 自适应模糊控制算法仿真 |
| 5.3.1 模型构建 |
| 5.3.2 算法步骤 |
| 5.3.3 仿真结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 柔性机器人自适应滑模神经网络控制算法研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 自适应滑模神经网络控制算法 |
| 6.2.1 问题描述 |
| 6.2.2 滑模变结构控制器设计 |
| 6.2.3 自适应神经网络控制器 |
| 6.2.4 算法稳定性分析 |
| 6.3 柔性多体空间闭链机器人联合仿真 |
| 6.3.1 机器人联合仿真模型 |
| 6.3.2 与传统控制算法对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要工作及结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 取得的科研成果 |
| 参与的科研项目 |
| 致谢 |
（4）尾流激振压电俘能器的力电耦合分段参数建模与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 本课题研究背景与意义 |
| 1.2 流致振动研究现状 |
| 1.2.1 涡激振动与驰振的研究现状 |
| 1.2.2 尾流激振的研究现状 |
| 1.3 尾流激振压电俘能器的研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 悬臂梁式尾流激振压电俘能器力电耦合分段参数建模 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 模态分析与降阶 |
| 2.3 尾流激振水动力计算 |
| 2.3.1 尾流涡振区的水动力模型 |
| 2.3.2 尾流驰振区的水动力模型 |
| 2.4 机电解耦 |
| 2.4.1 尾流涡振模型解耦 |
| 2.4.2 尾流驰振模型解耦 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 尾流激振特性及其尾迹的数值模拟分析 |
| 3.1 数值方法 |
| 3.2 .结果分析 |
| 3.2.1 单柱绕流的特征 |
| 3.2.2 双柱绕流的特征 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 水槽压电能量采集实验与结果分析 |
| 4.1 水槽实验系统 |
| 4.2 实验结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 分段参数模型验证及特征参数分析 |
| 5.1 模型验证 |
| 5.2 外载电阻值对功率的影响 |
| 5.3 尾流因子k和相差φ对功率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 研究总结与展望 |
| 6.1 本文研究总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要参与项目与成果 |
（5）二维水动力及污染物输移过程耦合高分辨率数值模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 数值方法研究进展 |
| 1.2.2 水动力及水质数值模型研究进展 |
| 1.2.3 地表漫流及非点源污染物输移模型研究进展 |
| 1.3 论文内容与技术路线 |
| 1.3.1 论文内容 |
| 1.3.2 技术路线图 |
| 2 二维水动力及污染物输移过程耦合数值模型 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 数值计算方法 |
| 2.2.1 有限体积法 |
| 2.2.2 HLLC近似黎曼器 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.2.4 二维均匀网格的TVD格式 |
| 2.2.5 摩阻项处理 |
| 2.2.6 底坡项处理 |
| 2.2.7 干湿交替过程模拟方法 |
| 2.3 土壤入渗模型 |
| 2.4 GPU加速计算方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 二维明渠水动力及污染物输移耦合模拟 |
| 3.1 污染物对流模拟 |
| 3.1.1 模型初始条件设置 |
| 3.1.2 结果与分析 |
| 3.2 污染物扩散模拟 |
| 3.2.1 模型初始条件设置 |
| 3.2.2 结果与分析 |
| 3.3 均匀浓度的水动力及污染物输移耦合模拟 |
| 3.3.1 模型设置 |
| 3.3.2 结果与分析 |
| 3.4 Toce河河道污染物输移过程模拟 |
| 3.4.1 模型设置 |
| 3.4.2 结果与讨论 |
| 3.5 Malpasset洪水驱动点源污染物输移过程模拟 |
| 3.5.1 模型设置 |
| 3.5.2 结果与讨论 |
| 3.5.3 GPU加速效率比 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 二维漫流水动力及地表污染物输移过程耦合模拟 |
| 4.1 研究区域概况 |
| 4.2 模型参数率定及验证 |
| 4.2.1 参数率定 |
| 4.2.2 模型验证 |
| 4.3 地表污染物输移过程模拟 |
| 4.3.1 模型设置 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（6）基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 非线性有限元研究现状 |
| 1.2.2 梁结构仿真分析研究现状 |
| 1.2.3 大变形梁结构仿真分析研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究框架 |
| 2 等几何分析与非线性理论基础 |
| 2.1 几何设计中的常用函数 |
| 2.1.1 多项式 |
| 2.1.2 B样条 |
| 2.1.3 非均匀有理B样条 |
| 2.2 等几何分析基本算法 |
| 2.2.1 能量平衡方程 |
| 2.2.2 几何网格细化 |
| 2.3 连续介质力学理论基础 |
| 2.4 非线性理论基础 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于等几何分析的几何非线性二维梁算法 |
| 3.1 基于冯卡门应变的非线性梁理论 |
| 3.2 二维梁增量几何关系及其离散形式 |
| 3.3 二维梁切线刚度矩阵 |
| 3.4 二维梁物理方程 |
| 3.5 几何非线性增量求解方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于等几何分析的几何非线性三维梁算法 |
| 4.1 三维梁增量几何关系及其离散形式 |
| 4.2 三维梁切线刚度矩阵 |
| 4.3 三维梁物理方程 |
| 4.4 共旋坐标系 |
| 4.5 程序设计流程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于等几何分析的几何非线性算法应用算例 |
| 5.1 端部受到集中力的平面悬臂梁 |
| 5.2 端部受到空间载荷的空间悬臂梁 |
| 5.3 受均布载荷的两端固支直梁 |
| 5.4 受平面集中载荷的半圆弧曲梁 |
| 5.5 受到平面集中载荷的四分之一圆弧曲梁 |
| 5.6 受到均布载荷的浅拱梁 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）基于奇异摄动方法的小型水下机器人稳定性优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水下机器人研究现状 |
| 1.2.2 水下机器人控制算法研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 稳定性优化设计指标 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 硬件优化设计指标 |
| 2.3 控制算法优化设计指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 硬件优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 载体结构选择与湍流冲击验证 |
| 3.3 控制单元优化设计 |
| 3.3.1 控制器设计 |
| 3.3.2 舱内干燥器设计 |
| 3.4 测量单元优化设计 |
| 3.5 执行单元优化设计 |
| 3.6 供能单元优化设计 |
| 3.7 主控制板设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 小型水下机器人的奇异摄动模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 坐标系的建立 |
| 4.3 动力学建模 |
| 4.4 运动学建模 |
| 4.5 模型简化 |
| 4.6 奇异摄动模型 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 控制算法优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型数据处理 |
| 5.2.1 姿态信息解算 |
| 5.2.2 位置信息解算 |
| 5.2.3 水动力参数获取 |
| 5.3 控制器设计 |
| 5.3.1 经典PID控制 |
| 5.3.2 基于奇异摄动模型的并联PID控制 |
| 5.3.3 串-并联PID控制 |
| 5.4 PID参数整定 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 实验与分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样机组装与功能测试 |
| 6.2.1 小型水下机器人样机组装 |
| 6.2.2 小型水下机器人功能测试 |
| 6.3 算法验证 |
| 6.3.1 互补滤波算法仿真 |
| 6.3.2 控制算法仿真 |
| 6.4 水池测试 |
| 6.4.1 拖曳测试 |
| 6.4.2 抗干扰测试 |
| 6.4.3 抓取测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 附录 |
（8）磁电混合悬浮带式输送机支承装置协同控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 带式输送机支承装置 |
| 1.2.2 输送带动力学模型 |
| 1.2.3 磁悬浮控制方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2.单点磁悬浮支承装置 |
| 2.1 简介 |
| 2.2 单点悬浮支承研究基础 |
| 2.2.1 单点磁悬浮支承工作原理 |
| 2.2.2 支承装置结构设计 |
| 2.3 悬浮支承装置 |
| 2.3.1 磁悬浮支承装置电磁铁设计 |
| 2.3.2 性能分析与验证 |
| 2.3.3 嵌入式硬件开发介绍 |
| 2.4 悬浮系统控制方程 |
| 2.4.1 悬浮支承装置结构模型 |
| 2.4.2 简化数学模型 |
| 2.4.3 控制方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.单点磁悬浮控制 |
| 3.1 简介 |
| 3.2 自适应滑模控制 |
| 3.2.1 滑模控制理论 |
| 3.2.2 趋近律设计 |
| 3.2.3 自适应添加 |
| 3.3 反馈控制 |
| 3.3.1 反馈控制理论 |
| 3.3.2 反馈信息选择 |
| 3.3.3 增益参数设计 |
| 3.4 试验验证 |
| 3.4.1 试验条件 |
| 3.4.2 阶跃响应测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.输送带模型参数辨识优化 |
| 4.1 简介 |
| 4.2 基本原理 |
| 4.2.1 模型条件 |
| 4.2.2 两点支承模型 |
| 4.2.3 简化模型 |
| 4.3 系统辨识 |
| 4.3.1 系统辨识基础 |
| 4.3.2 智能优化算法 |
| 4.3.3 改进优化算法 |
| 4.3.4 优化模型 |
| 4.4 激励试验 |
| 4.4.1 试验结构 |
| 4.4.2 试验结果 |
| 4.4.3 辨识结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.两点磁悬浮支承协同控制策略 |
| 5.1 简介 |
| 5.2 基于干扰估计的滑模控制 |
| 5.2.1 两点支承的干扰考虑 |
| 5.2.2 干扰观测器的设计 |
| 5.2.3 交叉耦合控制器及参数分析 |
| 5.3 基于系统辨识优化的反馈控制 |
| 5.3.1 两点悬浮系统及误差分析 |
| 5.3.2 交叉耦合控制器 |
| 5.3.3 稳定性及参数分析 |
| 5.4 试验验证 |
| 5.4.1 试验条件 |
| 5.4.2 同步误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.结论 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（9）连接局部迟滞非线性的时频域动力学降阶方法（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 时域非线性动力学降阶算法 |
| 1.1 非线性动力学方程代数化 |
| 1.2 动力学降阶方法 |
| 1.3 算例 |
| 2 频域非线性动力学降阶算法 |
| 2.1 非线性动力学方程代数化 |
| 2.2 动力学降阶方法 |
| 2.3 算例 |
| 3 结论 |
（10）分段光滑振动系统的多重稳态分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 非线性动力学学科现状 |
| 1.2 非线性定量理论分析方法研究现状 |
| 1.3 非线性定性理论分析方法研究现状 |
| 1.4 非线性系统的仿真技术研究现状 |
| 1.5 多重稳态问题的研究现状 |
| 1.6 分段光滑系统多重稳态研究主要面对的问题 |
| 1.7 本文主要工作以及文章结构 |
| 1.8 本章小结 |
| 2 课题研究需要的理论和方法 |
| 2.1 非线性动力学的研究内容 |
| 2.2 复变分析法简介 |
| 2.3 半解析法概述 |
| 2.3.1 理论解析 |
| 2.3.2 数值求零 |
| 2.3.3 算法优化 |
| 2.4 庞加莱映射 |
| 2.5 系统稳定性理论 |
| 2.5.1 离散映射的稳定性理论 |
| 2.5.2 连续轨线的稳定性 |
| 2.5.3 庞加莱映射转化后的稳定一致性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 非线性定性理论分析方法的数值化 |
| 3.1 RK-4数值积分及算法稳定性控制 |
| 3.1.1 RK-4数值积分法 |
| 3.1.2 算法稳定条件 |
| 3.1.3 积分步长的选取和稳定性控制 |
| 3.2 近似迭代不动点的数值计算方法 |
| 3.2.1 算法背景 |
| 3.2.2 算法原理和过程 |
| 3.2.3 稳定条件分析 |
| 3.2.4 稳定性的判别和方法补充 |
| 3.3 近似雅可比矩阵的数值计算法 |
| 3.4 庞加莱映射雅可比矩阵近似特征值的计算方法 |
| 3.5 系统多重定态的沿路径数值求解 |
| 3.6 章末小结 |
| 4 光滑系统的多重稳态分析 |
| 4.1 动力学模型的分析及其建立 |
| 4.2 近似解析求解 |
| 4.2.1 无阻尼自由振动 |
| 4.2.2 有阻尼瞬态自由振动 |
| 4.2.3 有阻尼强迫振动稳态解 |
| 4.3 近似解析法的可靠性分析 |
| 4.4 幅频特征和多重极限环 |
| 4.5 多重解现象的分析 |
| 4.5.1 不同周期吸引子共存 |
| 4.5.2 同周期周期吸引子共存 |
| 4.5.3 周期和混沌吸引子共存 |
| 4.5.4 多重解引起的分叉现象 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 分段线性振动系统的多重稳态分析 |
| 5.1 分段线性振动系统的数学建模 |
| 5.2 系统的庞加莱映射和周期解条件 |
| 5.2.1 系统的庞加莱映射 |
| 5.2.2 周期运动存在性 |
| 5.2.3 周期运动稳定性及分叉机理 |
| 5.3 经典分叉行为分析 |
| 5.3.1 Hopf分叉分析 |
| 5.3.2 倍化分叉分析 |
| 5.4 非经典分叉分析 |
| 5.4.1 N-S分叉 |
| 5.4.2 环面倍化分叉 |
| 5.4.3 环面激变分叉 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 分段光滑振动系统的多重稳态分析 |
| 6.1 分段光滑振动系统的建模及分析 |
| 6.2 谐波对系统动力学行为的影响 |
| 6.3 二次谐波强度对系统分叉的影响 |
| 6.3.1 二次超谐波下振幅对系统分叉影响 |
| 6.3.2 频率对分叉的影响 |
| 6.3.3 环面Hopf型分叉分析 |
| 6.4 三次超谐波对系统动力学行为的影响 |
| 6.4.1 三次谐波对分叉规律的影响 |
| 6.4.2 三次谐波条件下系统的多重定态分析 |
| 6.4.3 拟周期的2倍锁相 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、高阶Vacco动力学方程的循环积分降阶法（论文参考文献）
- [1]金属增材制造若干关键力学问题研究进展[J]. 廉艳平,王潘丁,高杰,刘继凯,李取浩,刘长猛,贺小帆,高亮,李好,雷红帅,李会民,肖登宝,郭旭,方岱宁. 力学进展, 2021(03)
- [2]柔性空间闭链机器人非线性数学建模及智能控制算法研究[D]. 张青云. 天津理工大学, 2021(01)
- [3]电动太阳风帆的柔性多体动力学模型降阶研究[D]. 龙依婷. 哈尔滨工业大学, 2021
- [4]尾流激振压电俘能器的力电耦合分段参数建模与实验研究[D]. 周捷. 西安理工大学, 2021(01)
- [5]二维水动力及污染物输移过程耦合高分辨率数值模型研究[D]. 石宝山. 西安理工大学, 2021
- [6]基于等几何分析的大变形梁结构仿真分析算法[D]. 乔发杰. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]基于奇异摄动方法的小型水下机器人稳定性优化设计[D]. 严乐. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [8]磁电混合悬浮带式输送机支承装置协同控制研究[D]. 蒋浩. 安徽理工大学, 2021
- [9]连接局部迟滞非线性的时频域动力学降阶方法[J]. 王东,张周锁. 振动工程学报, 2021(03)
- [10]分段光滑振动系统的多重稳态分析[D]. 陈宁. 兰州交通大学, 2021