实测振动信号的Lyapunov指数的计算与混沌识别

分析了Lyapunov指数稳健算法.仿真结果表明稳健算法在刻画混沌"对初始条件敏感"这一特征时具有良好的性能.将该方法用于计算实测振动信号的Lyapunov指数,得到该指数大于零.综合分析信号的频谱特征、关联维数值后,有效地判断了所设计的非线性隔振系统处于混沌状态.     

转子系统临界转速计算方法

提出了一种基于连续梁模型的计算转子支承系统临界转速的方法, 将转轴考虑为等截面自由欧拉梁模型, 轴承对转轴的支承力以及转盘与转轴的作用力均以集中力的形式作用于转轴梁上, 运用模态截断法, 将系统偏微分方程转化为常微分方程组, 运用新型快速显式数值积分方法获取转子系统的响应及其临界转速, 运用ZT-3型多功能转子试验器进行了试验验证。结果表明: 相同参数条件下, 试验临界转速和计算临界转速均在5500r.min^-1左右, 表明了计算方法的正确性和有效性。     

基于相空间重构的冻土路基变形预测

应用最大Lyapunov指数预测多年冻土路基变形,分析冻土路基变形的相空间重构方法和不同延迟时间及嵌入维数对最大Lyapunov指数的影响。发现当延迟时间为1,嵌入维数为5时,最大Lyapunov指数趋于稳定,其值为0．00528。运用该指数,进行冻土路基变形预测,比较预测变形量和实测变形量,得到最大相对误差为0．749％,最小为0．135％。结果表明最大Lyapunov指数能够较好地反映冻土路基变形的混沌特征,利用其进行冻土路基变形预测是可行的。     

A HOS-based blind signal extraction method for chaotic MIMO systems

A novel method to extract multiple input and multiple output （MIMO） chaotic signals was proposed using the blind neural algorithm after transmitting in nonideal channel. The MIMO scheme with different chaotic signal generators was presented. In order to separate the chaotic source signals only by using the sensor signals at receivers, a blind neural extraction algorithm based on higher-order statistic （HOS） technique was used to recover the primary chaotic signals. Simulation results show that the proposed approach has good performance in separating the primary chaotic signals even under nonideal channel.     

综合混沌相空间重构与相似性原理的铁路客流量预测

重构相空间理论对我国铁路客流量数据时间序列进行相空间重构,通过计算分形维数和提取最大Lyapunov指数,分析得出了铁路客流量时间序列数据的演化具有混沌特征,结合我国铁路客流量在全年中的波动特点,提出适合我国国情的综合混沌相空间重构与相似性原理的铁路客流量预测算法.该算法能自动参考过去相似年度同期的客流量变化趋势,对预测值进行智能化调整.通过以某火车站客流量为预测对象进行验证,结果证明了该预测算法的准确性和实用性.     

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交通流预测分析已成为智能交通的核心研究内容之一。依据混沌时间序列分析方法,建立了短时交通流的预测模型。在对实测的交通流数据进行相空间重构的基础上,综合考虑欧氏距离和均等系数,提出了最邻近点的两步优化选择方法,并采用了局部多项式拟合方法对所选取的最邻近点进行逼近以求得预测公式。本文将此方法运用于东莞东江大道流量预测,比较预测流量和实测流量,得出最大相对误差为0.445％,最小相对误差为0.038％,且单步预测时间仅为38.52秒。结果表明,该预测模型具有较高的精度,同时也能够满足实时性的要求。     

一类振荡电路的混沌及其控制

研究了一个振荡电路的混沌形成过程,并利用分岔图、Lyapunov指数图以及相图分析了该系统的混沌行为.利用分岔控制和x|x|控制等两种方法实现了系统的混沌控制,将系统的混沌行为有效地控制到稳热定的周期轨道.其中,在分岔控制方法下,对受控系统做出了控制参数的系统分岔图,由分岔图可以得到控制到np的周期轨道的取值范围,在这范围内适当选择数值,将电路系统控制到p-1,p-2,p-4,p-8等周期轨道.x|x|控制是对混沌动力系统增加一个具有分段二次函数x|x|形式的非线性反馈控制器.仿真结果表明,这两种方法对控制电路系统的可行性.     

Mesh motion approach based on spring analogy method for unstructured meshes

Mesh motion strategy is one of the key points in many fluid-structure interaction problems. One popular technique used to solve this problem is known as the spring analogy method. In this paper a new mesh update approach based on the spring analogy method is presented for the effective treatment of mesh moving boundary problems. The proposed mesh update technique is developed to avoid the generation of squashed invalid elements and maintain mesh quality by considering each element shape and grid scale to th...     

汽车侧倾运动安全主动悬架LQG控制器设计方法

为了提高汽车转向-侧倾运动的安全性, 设计了主动悬架侧倾运动安全LQG控制器; 建立了3自由度汽车转向-侧倾运动动力学模型, 选择横向载荷转移率、侧倾角及其加速度构建汽车侧倾安全综合性能评价指标; 为了解决现有设计方法无法跟踪系统干扰项(前轴转向角) 和控制加权矩阵行列式等于零带来的控制向量无法求解的难题, 将前轴转向角进行满足最小相位系统的微分变形, 并与原系统方程组成增广系统方程, 在综合性能评价指标中引入包含控制项的无穷小量, 以满足LQG控制器设计条件; 结合层次分析法和归一法, 以鱼钩工况为基础, 仿真获取汽车转向-侧倾运动统计数据, 进而确定LQG控制器的加权系数, 通过多工况数值仿真验证主动悬架侧倾运动安全LQG控制器的工作效果。仿真结果表明: 新设计的LQG控制器不干扰驾驶人的转向操纵; 与被动悬架相比, 在鱼钩工况、蛇形穿桩工况和双移线工况下, 采用LQG控制器的主动悬架可使汽车侧倾运动安全的主要评价指标即横向载荷转移率的方差分别降低了32.08%、32.82%、29.24%, 侧倾角的方差分别降低了47.74%、44.19%、63.41%, 侧倾角加速度的方差分别降低了87.30%、60.00%、86.39%, 说明采用新设计LQG控制器的主动悬架可大幅度改善汽车侧倾运动安全性, 且具有良好的转向工况适应性。     

Robust stability of neutral systems: A discretized Lyapunov functional method

This paper focuses on the robust stability for time-delay systems of neutral type. A new complete Lyapunov-Krasovskii function (LKF) is developed. Based on this function and discretization, stability conditions in terms of linear matrix inequalities are obtained. A class of time-varying uncertainty of system matrices can be studied by the method. Foundation item: the National High Technology Research and Development Program (863) of China (No. 2006AA05Z148)     

基于能量法的轮对蛇行运动稳定性

为了分析轮对蛇行运动的形成机理与能量传递机制, 基于车辆系统动力学理论推导了轮对蛇行运动的能量表达式; 借助轮对运动参数的相位关系和能量表达式, 确定了轮对蛇行运动过程中各部分所做的功及其对应的能量传递路线; 通过数值仿真计算不同参数条件下的输入能量, 对比了踏面等效锥度、轮对质量、一系悬挂刚度与重力刚度等参数对轮对稳定性的影响规律。研究结果表明: 蠕滑力和锥形踏面的协同作用是轮对产生蛇行运动的根本原因, 蠕滑力中的刚度项通过调节纵、横向蠕滑率向轮对系统横向运动输入能量, 蠕滑力中的阻尼项耗散轮对系统的能量; 当输入能量大于耗散能量时, 轮对蛇行运动发散, 当输入能量小于耗散能量时, 蛇行运动收敛, 当输入能量等于耗散能量时, 轮对做等幅周期运动; 增大轮对质量和车轮踏面等效锥度不利于轮对的稳定性, 增大一系悬挂纵、横向刚度对轮对稳定性有利; 踏面等效锥度对轮对稳定性的影响最大, 当锥度由0.15增大到0.20时, 输入能量增大了约9.5倍; 一系悬挂刚度的影响次之, 刚度由75kN·m^-1增大到100kN·m^-1时, 输入能量减小了约60%;轮对质量影响最小, 轮对质量由1 000kg增大到2 100kg时, 输入能量增长了约1.1倍; 在锥形踏面下, 重力刚度对轮对稳定性的影响可以忽略。     

一种改良式质粒DNA提取方法的建立与应用

目的建立一种稳定、可靠的质粒DNA提取改良方法,探讨其在分子生物学实验研究中的应用价值。方法将含有目的质粒的菌株扩增后,运用改良后的碱裂解法进行质粒DNA小量提取,微量核酸仪测定提取质粒DNA的产量及纯度;采用琼脂糖凝胶电泳、内切酶酶切及质粒转染真核细胞鉴定提取质粒DNA的质量及转染效率。结果改良式质粒提取方法获得质粒DNA产量为3.2 mg/L菌液,A260/280=1.91;内切酶酶切完全;质粒DNA以超螺旋结构为主;真核细胞转染效率为20%左右。结论改良式质粒DNA抽提方法操作简单、实用,获得质粒DNA产量多、质量高,能达到分子生物学常规实验的要求。     

An improved model updating method of reduced-models for finite element model

Most of exiting model updating methods based on the substructure matrices did not consider the effect of model reduction process on model updating which led to the updating results could not become more and more accurate with the improvement of the model reduction precision and the convergence rate was greatly reduced. In order to solve this problem, this paper analyses the basic reason about this problem, and proposes an improved model updating method of reduced-models, named as improved reduced cross-model cross-mode (IRCMCM) method. The proposed method eliminates the disadvantageous effect by adding a correction term to the model updating formula and employing an iterative process. The results obtained by the referenced method and IRCMCM method are compared by numerical examples of satellite’s plates, which indicate the model updating results are more accurate by using the proposed method, and the model updating precision becomes better with the precision of the model reduction upgraded and the convergence rate is improved to a large extent at the same time.     

基于延续算法的六轴机车蛇形运动分岔分析

以六轴机车系统为研究对象, 采用Vermeulen-Johnson蠕滑理论和一分段线性函数分别计算轮轨滚动接触蠕滑力和轮缘力, 研究了机车系统运行于理想平直轨道上的蛇形运动分岔问题。将基于切向量进行预测、牛顿迭代进行校正、可逐步求解整个系统解分支曲线的延续算法应用于机车系统的Hopf分岔及周期解的追踪和求解。计算结果表明: 车辆系统在速度达到53.700m.s-1时, 从稳定的定常解分岔出一不稳定的周期解, 该周期解在速度降到50.855m.s-1时又恢复了稳定, 在此过程中出现的亚临界Hopf分岔会引起系统摆振幅值出现突跳与迟滞现象; 在低速及高速情况下的一些速度区间, 机车系统都有可能出现多种摆振形式共存的非线性动力学现象。     

桥梁风致振动的混沌特性

利用非线性理论和混沌时间序列分析方法, 建立了桥梁风致振动的数学模型, 开发了计算桥梁振动加速度时间序列Lyapunov指数的MATLAB程序, 进行了桥梁涡振和颤振的风洞试验, 分析了不同风攻角下的桥梁风致振动的阻尼比、Lyapunov指数与风速的关系以及涡振振幅与风速的关系, 研究了桥梁颤振和涡振的混沌特性。试验结果表明: 在颤振试验中, 当风速小于颤振临界风速15.5m·s^-1时, Lyapunov指数小于0, Lyapunov指数与阻尼比存在很大的相关性, 当风速从3m·s^-1增大为18m·s^-1时, 相空间逐渐发散; 在涡振试验中, 当风速从4.5m·s^-1增大至8.5m·s^-1时, Lyapunov指数大于0, 桥梁发生明显涡振, 并由多频振动逐渐转变为单频振动, 相空间变为一个较为理想的圆。桥梁的涡振与颤振均属于混沌现象, 低风速下的Lyapunov指数可用来预测高风速下的风致振动, 并且利用相空间也能识别涡振与颤振。     

智能冲击压路机路基压实度自动检测方法

为了提高路基压实度检测的准确性, 提出了路基压实度自动检测的瑞雷波法。采用落锤法敲击地表产生瑞雷波, 分别通过检波器和地震仪采集和记录瑞雷波信号, 应用τ-p变换提取经过信息处理后的瑞雷波, 获取频散曲线, 利用瑞雷波反演横波速度的方法计算压实度, 分析了压实度分布剖面图信息, 对比了用瑞雷波法和灌砂法计算的路基压实度。计算结果表明: 两条压实度曲线几乎重叠, 最大绝对误差为-0.300%, 相对误差为0.308%, 说明用瑞雷波法检测路基压实度数据可靠, 可以用于控制冲击碾压施工。     

基于三维各向异性扩散的图像平滑及三维重构效果分析

为了实现理想的三维重构效果,在重构前需要对切片集进行预处理。主要研究各向异性扩散的平滑方法,并将二维各向异性扩散平滑技术向三维空间进行推广,并就二维和三维各向异性扩散平滑技术对三维重构效果进行了分析,结果表明三维各向异性扩散具有更好的各向协同的平滑效果。     

高速公路交通流的分形维数与相空间重构预测

对成渝高速公路短时交通流通过计算不同时间尺度下Hurst指数而等到其相应的分形维数,结果表明,时间间隔越短的交通流,其分形维数越大,结构越复杂.由于时间间隔越短的交通流随机性大和复杂的结构,所以预测也就越困难.提出了一种新的基于相空间重构和移动平均相结合的预测方法——移动平均最近邻域法,从理论与实际数据两方面分析和验证了该方法对短时交通流预测的有效性.     

高速公路交通流的分形维数与相空间重构预测

对成渝高速公路短时交通流通过计算不同时间尺度下Hurst指数而等到其相应的分形维数,结果表明,时间间隔越短的交通流,其分形维数越大,结构越复杂.由于时间间隔越短的交通流随机性大和复杂的结构,所以预测也就越困难.提出了一种新的基于相空间重构和移动平均相结合的预测方法——移动平均最近邻域法,从理论与实际数据两方面分析和验证了该方法对短时交通流预测的有效性.