基于混沌时间序列的道路断面短时交通流预测模型

为了提高道路断面短时交通流预测的精确性,本文对道路断面的短时交通流数据进行混沌时间序列分析,并对多维交通流时间序列数据进行了相空间重构,建立基于混沌时间序列分析的道路断面短时交通流预测模型,利用粒子群优化算法优化模型的参数选择．最后应用本文的方法对城市快速路采集的断面交通流数据进行分析,对道路断面短时交通流建立预测模型并验证其有效性．     

端部激励下空间倾斜拉索振动的混沌特性研究

斜拉索是斜拉桥的主要受力构件,拉索的振动会引起锚固端的疲劳,损害拉索的防腐系统,缩短拉索的使用寿命,严重时还会造成拉索失效,危及桥梁结构的安全,已成为大跨径斜拉桥亟待解决的关键问题之一.基于斜拉索的三维空间特性,推导了斜拉索在端部任意方向位移激励下三维空间非线性振动平衡微分方程;引入了Lyapunov特性指数作为特定系统的混沌判据,采用Runge-Kutta分段积分法,搜索求解了不同激励幅值条件下拉索跨中横向振动位移的相平面图、Poincare截面图、最大Lyapunov指数谱图,分析和证实了拉索振动的混沌特性.     

外激励作用下亚音速二维粘弹性壁板系统的混沌运动

为了研究壁板在亚音速气流和外激扰联合作用下的非线性运动特性,基于Hamilton原理,建立了外激励作用下亚音速粘弹性壁板的非线性运动方程,并采用Galerkin方法将其离散为常微分方程组,研究了系统的平衡点及其稳定性.利用Melnikov方法得到了壁板出现混沌运动时系统参数所满足的临界条件,分析了外激励幅值、频率及气流来流速度之间的临界关系,并与系统混沌运动的数值模拟结果进行了对比.结果表明:当无量纲动压值超过64.42时,壁板系统平衡点的个数及其稳定性均会发生改变;使用Melnikov方法确定的混沌运动临界参数与数值模拟结果相符,该方法可用于判定混沌运动是否发生.      

基于概率模型和数据驱动的动力总成悬置系统可靠性优化

针对电动汽车动力总成悬置系统（PMS）一部分参数为概率变量,一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,开展了基于概率模型和数据驱动的电动汽车PMS可靠性优化设计研究。首先,基于任意多项式混沌（APC）展开和广义最大熵原理推导了一种求解该复杂不确定情形下PMS响应不确定性和可靠性的高效方法;然后,基于蒙特卡洛抽样,给出了该复杂不确定情形下求解PMS响应不确定性和可靠性的参考方法;接着,提出了一种基于APC展开法的灵敏度分析方法,进一步提出了一种考虑响应不确定性和可靠性的PMS优化设计方法;最后,通过应用算例验证方法的有效性,并对系统进行了灵敏度分析和可靠性优化。结果表明,所提出的方法可有效地处理电动汽车PMS一部分参数为概率变量、一部分参数为离散数据的复杂不确定情形,并能可靠地优化该情形下的系统固有特性,且方法具有较高的计算精度和计算效率。     

基于混沌分析的船舶参数激励横摇运动及其减摇鳍控制研究

船舶参数激励横摇可能导致船舶的大幅度横摇运动,威胁船舶、货物和海上人命安全。为了减小参数激励带来的不利因素,通过李亚普诺夫指数和功率谱对船舶在规则纵浪中运动的稳定性进行分析。从而分析船舶参数激励横摇运动的产生机理,不仅分析了船舶参数激励横摇产生混沌现象的条件,而且确定出船舶参数激励横摇运动的安全与危险区域。然后基于Backstepping算法和闭环增益成形算法设计出减摇鳍控制器,并且在考虑一定的干扰后进行了仿真试验。仿真结果表明该控制策略对于消除船舶参数激励横摇系统的混沌现象是十分有效的,并且其鲁棒性能令人满意。     

基于混合系统的微弱信号参数提取方法

针对强噪声背景下微弱正弦信号的幅值、频率、相位的提取,构建了锁相环和混沌振子组成的混合检测系统。把待测信号作为混沌振子的内置策动力,在周期状态下测得信号的频率。用锁相环锁定待测信号的相位。最后再次把信号输入到混沌系统,利用混沌振子对周期信号的敏感性和对噪声的免疫性来提取信号的幅值。仿真结果表明:该系统可实现对微弱正弦信号的频率、相位以及幅值进行有效提取,精度较高,抗噪性能好且操作简便易行。     

基于混沌模式搜索的改进人工鱼群算法

针对人工鱼群算法存在的一些不足进行改进研究,对鱼群进行混沌初始化以获得质量较好的初始鱼群,用简化和最优鱼保留策略改进觅食行为,将具有强局部搜索能力的模式搜索融入到人工鱼群算法的全局搜索过程中。改进的算法结合了人工鱼群算法的强全局搜索能力和模式搜索的细局部搜索特点,提高了算法的搜索精度,同时,觅食行为的改进加快了人工鱼的搜索速度,提高了搜索效率。仿真实验结果表明了改进算法的可行性和高效性。     

钢筋混凝土桩在粘性土中打桩时的混沌效应分析

研究在粘土中打桩出现的混沌现象.首先利用史密斯提出的打桩波动方程作庞加莱截面图,得到打桩中混沌现象的基本特征.接着分析庞加莱截面图,找到贯入度和速度比值最大的点,即为功耗最小的点.同时,通过曲线拟合证明了功耗最小时的锤重和落高满足重锤轻击的施工经验.根据此原理改变冲击力和初值的大小即可得到打桩时不同截面尺寸方形桩和圆形桩功耗最小时所需的锤重和落高.研究结果表明不同截面尺寸的方形桩和圆形桩与其桩顶冲击力,落高和锤重满足一定的关系曲线,因此施工中根据它们的函数关系选取相应的锤重和落高可以节省功耗,降低造价.     

不同摩擦系数的钢板弹簧动态特性分析

利用有限元方法,分析了某型钢板弹簧的刚度特性,讨论了摩擦系数对钢板弹簧刚度特性及动特性的影响。采用有限元方法分析了不同摩擦系数下钢板弹簧的动特性,并根据这些结果对钢板弹簧的非线性恢复力进行了拟合,并以此为基础分析了悬架在简谐激励下的动态响应特性,重点讨论了摩擦系数对其的影响。分析结果表明,摩擦系数对悬架动特性影响显著,当摩擦系数增加到一定程度时系统出现了混沌运动。     

基于一维元胞自动机模型的交通流混沌研究

应用交通流一维元胞自动机模型进行仿真试验,研究理论交通流的混沌现象.仿真中选取某一观测点记录车辆到达该点的车头时距,应用非线性分析软件TISEAN计算该车头时距序列的Lyapunov指数谱和Kolmogorov熵.试验结果证明交通流中存在混沌现象.从试验结果分析找出了产生交通流混沌现象的2个因素:车辆密度和车辆减速概率.当车流密度超过某一值时仿真出的交通流会产生混沌现象,而出现混沌的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素.