基于负刚度惯容型非线性能量汇的整星振动抑制

本文将负刚度元件集成到惯容型非线性能量汇中构成负刚度惯容型非线性能量汇,并将此装置应用到整星结构,讨论其减振效果.基于最大幅值减振百分比展示了负刚度惯容型非线性能量汇的减振性能,并通过对比讨论了负刚度元件对惯容型非线性能量汇减振性能的影响.最后讨论了负刚度惯容型非线性能量汇的参数影响及其优化.研究结果表明,作用于整星系统中的新型负刚度惯容型非线性能量汇具有很好的减振性能.

消隔组合X型减振器设计与动力学分析

本文将一种X型结构与线性弹簧阻尼减振器相结合构成一种兼具消振和隔振性能的新型X型减振器.基于拉格朗日方法建立单自由度线性振子耦合消隔组合X型减振器系统的动力学方程,应用谐波平衡法得到系统稳态响应的近似解析解,并通过Runge-Kutta法得到系统的数值解验证解析解的正确性.讨论了不同的基础激励下新型X型减振器对系统的响应幅值以及位移传递率的减振效果.此外,分析了不同参数对系统的幅频响应曲线以及位移传递率的影响.研究结果表明,新型X型减振器不仅可以将线性刚度转化为非线性刚度,还可以为系统提供负刚度,拥有优秀的消振和超低频隔振性能.

不确定转子系统动力特性的区间分析方法

为了研究含不确定参数转子系统的动力特性,提出一种非概率区间分析方法对转子系统进行分析.基于区间数学和区间摄动理论,建立转子系统固有频率的计算公式,用区间分析方法得到了固有频率随系统参数的变化关系,得出了转子临界转速的变化范围.该方法降低了传统的概率分析方法对不确定参数信息的过分要求,为解决含有不确定参数的转子系统的动力特性问题提供了一个新途径.数值算例证明了本文所得结果的有效性,与传统概率方法比较,区间分析方法具有精度高,计算量小等优点.

新型整星隔振系统动力学分析

在卫星的服役周期中,发射阶段的动力学环境最为恶劣,期间受到多种复杂载荷的作用。传统的星箭连接适配器由于刚度较大,给航天器的参数设计及生产带来了极大的困难。为了达到多轴隔振的目的,基于粘弹性材料受到剪切力作用时产生较大阻尼损耗的原理设计了一种新型整星隔振器。针对该隔振系统进行了简化,以质量刚度阻尼耦合的形式来模拟卫星和隔振器之间的关系,对其进行了隔振效果的分析。其中,重点对仿真中出现的隔振系统的一阶模态结构阻尼系数的饱和现象提供了详尽的理论和数值分析。最后,针对新型整星隔振器的工程具体应用提出了两点参考准则。

离散型整星隔振系统的动力学参数设计

研究离散型整星隔振系统的动力学参数设计问题。通过建立整星隔振系统的动力学模型,得到从隔振器底端到卫星质心的振动传递率。用理论和仿真方法对此动力学模型进行有效验证,表明该动力学模型能较好地体现离散型整星隔振系统前两阶的振动传递规律。通过衰减不同的共振峰值的内在规律,讨论该隔振系统动力学参数对振动传递特性的影响,提出离散型整星隔振系统的动力学参数设计原则,为整星隔振器的结构参数设计提供理论指导。利用振动台对离散型整星隔振系统进行振动试验,表明该隔振器具有很好的隔振性能,验证了动力学参数设计的正确性。

火箭结构系统纵向模态自动辨识方法

针对工程中需要从火箭结构系统的整体模态中识别纵向模态,根据模态有效质量理论,提出了一种识别火箭结构系统纵向模态的自动辨识方法.以具有集中质量系统的振动特性作为算例,通过有限元软件,建立了具有集中质量系统的梁模型,利用自动辨识的方法,自动辨识出系统的纵向模态,并与应用模态分析法所计算的系统模态信息相比较,这种自动辨识方法不仅能准确的辨识出振动系统的纵向模态,而且还具有自动高效的识别特点.为准确快速建立液体火箭POGO振动系统的动力学模型等工程系统的模型提供理论依据.

基于H∞理论的柔性机械臂振动主动控制

目的研究柔性机械臂的振动主动控制问题,实现对机械臂振动的抑制.方法使用压电元件作为驱动器,采用解析建模方法建立简化的压电柔性机械臂的动力学方程和控制系统模型,基于H∞控制理论设计了压电柔性机械臂的振动主动控制系统.结果仿真结果表明,H∞控制器有效抑制了压电柔性机械臂的振动,尤其是低频振动分量大大下降.结论利用H∞方法设计的控制器实现了对柔性机械臂的振动主动控制,且该方法具有强鲁棒性.

微小卫星结构设计方法

微小卫星能够满足复杂高效的航天任务要求,在航天领域中的地位日益突出。综述了微小卫星结构形式的发展状况,根据微小卫星结构设计的要求,总结了微小卫星结构的设计方法,着重在微小卫星结构设计初步方案的选择、具体方案的确定、结构方案的校核检验以及最终方案的优化完善等几个方面进行分析并针对微小卫星结构设计方法在未来发展的趋势方面提出了展望。

欠驱动桥式吊车抗摆控制的匹配设计方法

目的研究欠驱动桥式吊车在水平运动过程中的负载抗摆问题.方法采用匹配设计方法,通过匹配条件,使开环系统与闭环系统的动力学方程匹配.结果通过求解由匹配条件建立的偏微分方程,通过特征方程法确定闭环系统的质量矩阵、势能函数及阻尼矢量,并得到使系统稳定的控制律.结论仿真结果表明,通过匹配设计方法得到的桥式吊车抗摆控制器,不仅在短时间内实现了负载的抗摆,同时小车也具有良好的位置跟踪性能,小车到达指定位置和负载摆角趋于零的时间基本一致,表明了此方法的有效性和可行性.

有冗余支座除氧器结构可靠性分析(英文)

传统除氧器结构为静定结构.随着除氧器尺寸的增加,双支座已经不能满足强度等其它工程指标的需要.增加冗余支座的数量是一种解决问题的方法.处于安全方面的考虑,首要工作是得到可靠性指标.在实际应用前,通过除氧器可靠性以及可靠性灵敏度的计算结果,可以对除氧器参数进行设计.实际应用通常对可靠性要求比较高,讨论了除氧器结构参数设计方法.结果表明通过参数设计可以得到足够的可靠性.

空间飞行器动力学模型的动态反馈线性化

本文研究了空间飞行器非线性动力学模型的线性化问题。利用微分几何方法和反馈线性化理论，本文证明了推力方向相对体系不变，即受有“常方向推力”作用限制的空间飞行器的轨道—姿态耦合非线性动力学模型可用二阶动态补偿器／增广状态反馈／增广状态微分同胚变换实现精确线性化，提出了飞行器动态反馈线性化的分步算法，并给出了实现线性化的状态反馈／微分同胚的具体形式。

非线性系统运动跟踪的变结构控制

本文研究了非线性系统对指定运动的输出跟踪问题. 首先利用微分几何方法对给定系统进行反馈线性化处理,然后设计滑模变结构控制,以保证系统存在稳定的滑动模态,实现对给定运动的输出跟踪,最后将本文方法应用于空间飞行器的姿态跟踪控制问题,仿真结果证实了方法的有效性.

非线性弹簧支承悬臂输液管道的分岔与混沌分析

研究悬臂输液管道系统在自激励、参数激励和外激励联合作用下的非线性动力学行为,揭示系统运动的规律。建立了非线性弹簧支承悬臂输液管道的运动微分方程,以线性弹簧支承条件下悬臂梁的固有频率和振型函数作为近似,采用李兹-伽辽金方法对非线性运动微分方程进行离散化,经过数值计算,利用分岔图、相图和功率谱图分析系统的非线性动力学响应,得到了流体平均流速和流体与管道质量比对系统周期运动和混沌运动的影响规律。研究结果表明,当流体平均流速较小时,系统的响应首先表现为周期运动,随着流体平均流速的增大,系统的响应通过系列倍周期分岔而进入混沌运动,又经由系列倍周期倒分岔转化为周期运动。随着流体与管道质量比的增大,系统出现混沌运动的临界流体平均流速值减小,这说明通过改变流体与管道质量比参数可以控制系统的振动形态。

用于整星隔振效果评价的隔振器影响系数指标研究

对整星隔振系统的隔振效果评价指标(振动传递率、隔振器振级落差、功率流等)进行分析,通过实例证明采用隔振器底端到顶端的传递率来评价隔振效果是不充分的,而采用隔振器振级落差、功率流等指标也在实际应用中存在各自的局限性。在分析隔振器影响系数的基础上,提出一种改进的隔振器影响系数指标,并采用位移导纳表达改进的隔振器影响系数。以自行设计的新型整星隔振平台为例,采用改进的隔振器影响系数指标进行隔振效果预测,结果表明:改进的隔振器影响系数指标可以更加简单直观地表现出整星隔振平台的隔振性能。

用画线对Web网页进行注释的协同浏览系统

研发了一个基于IE核的协同浏览系统,应用Java Script语言编程实现界面动态画线,底层采用XML文档存储线条数据,可以实现对网页进行注释。此项研究的基本目标是把底层文档元素(如文本、图片等)和线条进行相互联系,实现线条的准确定位并为今后更多的应用打下基础。

液体火箭推进系统频率特性的灵敏度分析

针对液体火箭飞行过程中POGO振动对火箭系统的不利影响,建立了液体火箭推进系统动力学模型,以区间数学为理论基础,对推进系统频率特性进行灵敏度分析,得到了推进系统的流体惯性、阻力和刚度参数对推进系统频率特性的影响规律。研究结果表明:液体火箭推进系统振动频率对流体惯性参数的敏感程度比流体阻力参数和流体刚度参数明显大,泵前短管流体惯性的变化对推进系统振动频率的影响最大,补偿管路流体刚度的变化对推进系统振动频率的影响最小。为合理设计推进系统的动力学参数,降低推进系统的振动频率,抑制POGO振动的发生提供理论依据。

新型整星隔振器隔振性能分析

对整星进行振动隔离是降低作用于卫星上振动载荷的有效方法。在不改变火箭及卫星现有结构条件下,设计新型圆盘隔振器来实现整星隔振。通过建立隔振器动力学方程及有限元模型,分析了卫星-圆盘隔振器耦合系统的复模态、振动传递率及不同阻尼对隔振效果的影响。结果表明,在不改变星箭结构条件下,新型圆盘隔振器能有效地隔离振动载荷。

一种改进型磁流变阻尼器用于宽频隔振研究

磁流变阻尼器是新一代智能型耗能器,具有反应迅速、提供阻尼力大、控制方便等优点,是实现半主动振动控制的理想元件,目前已在工程领域得到较广泛的应用。但同其它常规流体阻尼器类似,在高频振动时会出现刚度硬化现象,使高频传递率增大,常规磁流变阻尼器多应用于较低频域的振动控制。针对这种情况,提出一种带有解耦机构的新型磁流变阻尼器,即在常规磁流变阻尼器内增加解耦机构。解耦机构的加入使磁流变阻尼器成为一个对振幅敏感的器件,即在不同的振幅下具有截然不同的刚度和阻尼特性。采用Bingham模型建立磁流变阻尼器的阻尼力模型,由隔振系统的动力学模型推导出传递率的表达式。通过对两种磁流变阻尼器进行仿真对比后认为:带有解耦机构的磁流变阻尼器在低频、大振幅时解耦机构几乎不起作用,新型磁流变阻尼器的性能与常规磁流变阻尼器相同,具有大阻尼特性;而在高频、小振幅时,解耦机构处于近似解耦状态,阻尼器具有小阻尼、低动刚度的特性,可减小高频传递率。

整星隔振平台的阻尼非线性对隔振性能影响的物理机理

从物理机理出发,用变形的三次多项式函数和分数导数阶算子建立了离散型隔振系统的非线性等效动力学模型,通过谐波平衡法得出从隔振器底端到卫星的振动传递率,利用数值解从物理机理上解释了地面实验中隔振系统的振动传递率受激励幅值影响的现象,为离散型整星隔振平台及其他整星隔振平台的设计和实际应用提供参考。

基于压电堆和粘弹性材料的新型整星混合隔振系统

为了降低振动载荷对卫星的影响,采用压电堆和粘弹性材料作为主被动隔振元件,设计一种新型的整星混合隔振系统,并对其隔振原理进行理论分析。通过有限元方法建立该隔振系统的有限元模型并分析其频率响应特性,根据分析结果,运用特征系统实现算法获取系统的最小阶状态空间模型来设计控制器,完成离线仿真。在此基础上,对低柔性模拟卫星进行整星混合隔振试验。仿真和试验结果表明,整星混合隔振系统能够有效地降低运载火箭传递到卫星的振动载荷。与整星被动隔振系统相比,整星混合隔振系统对低频振动分量具有显著的抑制作用,证明了该隔振系统的可行性和有效性,大大提高了卫星的安全性和可靠性。