具有边界扰动的不确定Euler-Bernoulli梁方程输出反馈控制

针对带有边界扰动、内部不确定扰动和外部扰动的Euler-Bernoulli梁方程,为克服传统扰动观测器引入的高增益及未知扰动导数难以准确求解问题,本文将主动干扰抑制控制(ADRC)技术应用到Euler-Bernoulli梁方程这个偏微分方程(PDE)系统上,提出并设计了一种新的在线扰动观测器,可实时估计扰动值.依据估计扰动值,设计了一个边界输出反馈控制器.仿真结果表明,本文所提出的方法可很好地实现对内部不确定扰动和外部扰动的估计,配合输出反馈控制器,可对边界扰动进行有效抑制,进而实现系统的指数稳定.

不确定Euler-Bernoulli梁方程的边界输出跟踪

本文讨论边界带有控制输入非同位的内部不确定和外部扰动的Euler-Bernoulli梁方程输出跟踪问题.为处理边界干扰,文章首先设计了一个新的总扰动估计器,在线估计未知扰动.其次基于估计出来的总扰动,设计一个伺服系统跟踪参考信号.最后根据自抗扰方法获得控制输出跟踪的反馈控制.闭环系统被证明是适定和有界的,且受控系统的输出指数跟踪参考信号.

具记忆项的Euler-Bernoulli梁方程整体解的不存在性

讨论具记忆项的Euler-Bernoulli梁方程的初边值问题.利用改进的凸性分析方法,证明了当初始能量为负时解的爆破性质.

一类阻尼Euler-Bernoulli梁方程整体解的适定性

研究如下带阻尼Euler Bernoulli方程整体解的适定性utt+auxxxx+2but+cu=f(u), t 0,x∈[0,+∞).就一般非线性项f(u),在Sobolev空间C([0,+∞),Hs([0,+∞)))∩C1([0,+∞),Hs-1([0,+∞)))(s>12)中,给出了此方程初值问题解的存在及唯一性.当f(u)=u2时,则在空间C([0,+∞),L2([0,+∞)))∩C1([0,+∞),H-1([0,+∞)))中得到了该整体解的适定性.

Euler-Bernoulli梁方程基于边界分数阶导数反馈控制的镇定

研究具有边界控制的Euler-Bernoulli梁方程基于边界分数阶导数反馈控制的镇定问题.首先,给出开环系统在Salamon意义下的适定性;其次,运用半群方法和LaSalle不变原理,证明了闭环系统生成C_0-半群并且闭环系统是渐近稳定的;最后,设计了一个未知输入类型的状态观测器,其观测器状态渐近收敛于原系统的状态.

边界带有干扰的Euler-Bernoulli梁方程的输出反馈稳定

通过恰当地选择输出信号,将不确定干扰入常微分方程系统,从而可以利用高增益观测器来估计不确定干扰,这样未知干扰可以由其估计值抵消掉.理论证明,该方案是行之有效的.

带有局部干扰的Euler-Bernoulli梁方程的稳定性分析

为了丰富控制理论中关于系统稳定性问题的理论,以Euler-Bernoulli梁方程为研究对象,研究了带有局部干扰的Euler-Bernoulli梁方程的稳定性问题。设计了一个基于输出的反馈控制器用于抑制干扰产生的影响,采用极大单调算子理论证明非线性闭环系统的适定性,即证明闭环系统的解的存在性与唯一性。设立适当的状态空间,定义适当的内积,进一步定义了符合此状态空间的非线性算子,将系统转化为抽象发展方程的形式,在此基础上,证明了闭环系统的解的存在性与唯一性。通过构造合适的Lyapunov函数,对闭环系统的稳定性问题进行研究,证明了闭环系统的渐近稳定性。结果表明,设计出合适的抗干扰控制器是研究系统稳定性的基础,研究带有局部干扰的Euler-Bernoulli梁方程的稳定性能够证明系统是具有渐进稳定性的,此方法可以推广到对诸如波方程、Timoshenko梁方程、薛定谔方程等系统的研究。

具临界指数的非线性阻尼梁方程的全局吸引子

研究具有非线性阻尼梁方程的全局吸引子。当非线性项的增长为临界时,在不假设阻尼参数的最大值的情况下,证明全局吸引子的存在性、正则性和有限维数。

具有非局部结构阻尼的非自治梁方程的时间依赖拉回吸引子

利用时间依赖空间上的过程理论,研究具有非局部结构阻尼的非自治梁方程解的长时间动力学行为.首先,用Faedo-Galerkin逼近方法得到解的适定性;其次,利用能量估计得到该动力系统在相应解空间中拉回吸收集的存在性;最后,用共圈技术和收缩函数的方法证明时间依赖拉回吸引子的存在性.

关于Euler-Bernoulli梁几何非线性方程的讨论

采用Lagrange描述,导出了轴线可伸长Euler-Bernoulli梁在大变形状态下的轴向应变、弹性线的曲率以及平衡方程的精确表示式.通过引入轴线伸长率函数,并将变形后轴线的弧长作为基本未知函数之一,不仅精确地计入了轴线伸长,而且还使得问题的求解区间仍然为梁的原长.进一步给出了分别以变形前后的轴线弧长及变形后轴线的纵向坐标为自变量的弹性线的曲率公式,讨论了在不同假设条件下轴线的应变和弹性线曲率的近似表示.

一类带简支梁条件的半正超线性梁方程的非平凡解

在关于线性算子相应主特征值的一些条件下,用拓扑度方法和不动点理论证明带简支梁边界条件的半正Euler-Bernoulli梁方程边值问题y^(4)(x)=λf(x,y(x)),0≤x≤1,y(0)=y(1)=y″(0)=y″(1)=0非平凡解与正解的存在性,其中参数λ>0,f:[0,1]×ℝ→ℝ连续.

基于Euler-Bernoulli方程微悬臂梁弛豫分析

为探讨微机电系统中悬臂梁结构弛豫动力学特性,本文基于Euler-Bernoulli方程,计入空气滑膜阻尼对悬臂梁弛豫过程的影响,采用分离变量法导出悬臂梁挠度弛豫表达式;给出临界阻尼、过阻尼、欠阻尼梁挠度弛豫算例;利用ANSYS中瑞利阻尼模型对微悬臂梁临界阻尼、过阻尼、欠阻尼弛豫进行仿真,挠度弛豫过程在梁固定端附近与理论差异较大,仿真数据与理论偏差随挠度增加.

相应于具阻尼的Euler-Bernoulli梁方程的C_0半群的解析性和可微性

近年来带阻尼项的Euler-Bernoulli梁方程作为空间飞行器的数学模型受到人们的重视,其特点是弹性算子和阻尼算子所满足的边界条件是非局部的和相互耦合的,如何研究此类系统的数学性质是一个很困难的问题.本文提供了一种处理此类问题的数学方法,统一和概括了以前的各种工作,所得结果可以很方便的应用于具阻尼的变系数的线性双曲型方程的初边值问题.

幂函数形式连续变截面梁振动的弯曲固有频率分析

为给变截面变幅杆弯曲振动提供设计依据,该文使用微分方程解析法求解变截面梁固有频率。首先,建立变截面梁模型,其中截面面积和惯性矩均按幂次函数变化。得到变截面梁自由振动时挠度的解析表达式,并获得不同边界条件下梁弯曲振动的固有频率方程。其中惯性矩所对应幂指数与截面面积的幂指数的差值为4时,可得自振频率方程的精确形式;而幂指数差值不等于4时,给出近似解法。其次,对4种具体的变截面梁求解不同边界下的自振频率,并与瑞利-里兹法所得的自振频率解比较。验证精确解法结果的正确性,并发现近似解法结果的相对偏差在5%以内。该解析方法较瑞利-里兹法具有能快速求解的特点,且易于分析截面参数对梁固有频率的影响。由算例可得,边界和其他参数不变时,梁的同阶次无量纲自振频率随着幂次指数的增加而增加。几何参数中仅截面形状参数改变时,随着形状参数的增加,梁的同阶次无量纲自振频率随之减小,但固定-自由梁的第1阶自振频率除外。

具有内阻尼和边界反馈控制的一类Euler-Bernoulli梁方程的Riesz基性质

考虑一类具有内阻尼和边界反馈控制的一维Euler-Bernoulli梁方程.中导出系统特征值和特征函数的渐近表达式,并且通过Riesz基生成定理的优点,证明该系统是一个Riesz系统,即该系统存在一列广义特征函数构成能量状态空间的一组Riesz基.从而,系统的谱决定增长条件成立,进而证明系统的指数稳定性.

Winkler基础上裂纹Euler-Bernoulli梁弯曲解析解

基于梁横向贯通开裂纹的线性扭转弹簧模型,采用Laplace变换及其逆变换,得到了Winkler基础上具有任意裂纹数目Euler-Bernoulli梁弯曲变形的解析通解.在验证解析解正确性的基础上,研究了Winkler基础上均布荷载作用下简支裂纹梁和悬臂裂纹梁的弯曲变形,参数分析了裂纹数目和位置、地基反力系数和梁长高比等参数对裂纹梁弯曲变形的影响.结果表明:在梁裂纹处,Winkler基础上裂纹梁的挠度存在尖点,转角存在跳跃;基础反力系数及裂纹深度对裂纹梁弯曲的影响较大,而裂纹数目、位置以及梁长高比对裂纹梁弯曲的影响相对较小.这些结论对结构健康检测及监测具有一定指导意义.

基于非线性本构的单壁碳纳米管的Euler-Bernoulli梁模型

在近期石墨烯的力学实验中,发现其在有限变形的条件下应力应变本构关系是非线性的。石墨烯卷曲形成碳纳米管,大管径单壁碳纳米管的应力应变关系,在理论上和石墨烯一致。在本研究中,基于石墨烯的非线性本构关系,建立了新的单壁碳纳米管的Euler-Bernoulli梁模型。之后对两端铰支的情况,使用Galerkin方法和多尺度法研究单壁碳纳米管在均布载荷作用下的静力弯曲和受迫振动问题。结果显示,在静力弯曲时,本构中的非线性项对碳纳米管起到了刚度软化的作用。在受迫振动时,本构中的非线性项改变了振幅分岔点的位置。因此本构中的非线性项对碳纳米管力学性质的显著影响不容忽视。

带线性记忆的梁方程时间依赖全局吸引子的存在性

该文考虑带线性记忆的梁方程时间依赖全局吸引子的存在性,应用先验估计和算子分解的方法获得了过程的渐近紧性,得到了时间依赖全局吸引子的存在性和正则性.

基于Green函数分析Euler-Bernoulli双曲梁系统的受迫振动

双曲梁系统通常出现在许多工程领域.与双直梁系统相比,该系统在噪声和振动控制问题上的效率更高.该文采用经典的Euler-Bernoulli曲梁模型来模拟双曲梁系统,通过Green函数和Laplace变换方法得到双曲梁系统稳态受迫振动的闭合形式解,该解可用于任何边界条件.在数值部分,通过与参考文献中的一些结果进行比较来验证本方案的解.讨论了一些重要的几何和物理参数对振动响应的影响以及弹性层刚度与双曲梁系统之间的相互作用.结果表明,梁的半径趋于无穷大时,双曲梁系统退化为双直梁系统,此外,双曲梁系统也可以简化为一个直梁和一个曲梁的组合形式.

新型波形钢腹板组合箱梁畸变效应

为研究新型波形钢腹板(CSW)组合箱梁的畸变效应,以板梁框架法和位移法为基础,建立单箱多室新型CSW组合箱梁的畸变控制微分方程和边界条件,得到畸变正应力解析解,并采用有限元法检验推导结果的正确性。应用推导结果对比分析新型CSW组合箱梁与传统CSW组合箱梁的畸变性能,以及截面高度、箱室宽度和钢底板厚度对新型CSW组合箱梁畸变效应的影响。结果表明:解析解计算得到的畸变正应力与有限元模型计算的结果吻合较好,畸变角的变化规律与有限元模型计算结果一致;与传统CSW组合箱梁相比,新型CSW组合箱梁的畸变翘曲刚度减小了38.89%,畸变框架刚度减小了71.84%,抗畸变能力减弱;随着截面高度和箱室宽度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角和跨中畸变双力矩均逐渐增大,且箱室宽度的影响更为明显;随着钢底板厚度增加,新型CSW组合箱梁跨中畸变角逐渐减小,跨中畸变双力矩逐渐增大。