液舱晃荡对潜艇系泊系统稳定性的影响

液舱内自由液面的晃荡会影响船艇的稳定性。引入混合系统理论,对液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统进行了分析,介绍了判断混合系统稳定性的Lyapunov指数判据。针对一类典型的潜艇系泊方式,建立了晃荡影响下的系泊潜艇横荡运动刚性碰撞模型。基于该模型对系统进行数值仿真,研究了晃荡流体对系泊潜艇稳定性的影响。结果表明,液舱晃荡影响下的潜艇系泊系统具有阶跃特性和强烈的非线性特征,用混合系统可以有效描述系泊系统的连续运动和状态跃变,从而验证了这种方法的可行性。     

Volterra积分微分系统的实用稳定性

本文提出了Volterra积分微分系统的实用稳定性概念,并用向量不等式方法研究了它(包括线性、非线性系统及大系统),得到较简洁并易于检验的实用稳定性判据,这些判据同时也可用于系数无界的情形。     

关于离散线性区间系统稳定性的判定问题

本文研究离散线性区间系统的稳定性,给出判定稳定性及不稳定性的方法。     

一种混和型摄动系统鲁棒稳定性的分析方法

本文讨论了不确定性系统的鲁棒稳定性分析问题，不仅研究了区间多项式族混和摄动的鲁棒稳定性中Ｈ∞的计算问题，而且将研究的范围从区间多项式族扩展到更具一般性的线性上关系数摄动的系统，以值域断面的几何性特为基础，提出了一种形象直观，简便实用的混和型摄动系统鲁棒稳定性的分析方法。并用此方法，对一个线性相关系数摄动系统的鲁棒稳定性进行了仿真研究，取得了较好的结果。     

解线性互补问题的预处理GAOR方法

运用M矩阵的性质,结合一类预处理矩阵,对一类线性互补问题进行等价预处理,在此基础上研究了求解线性互补问题的一类预处理广义AOR方法,并给出了算法的收敛性分析.     

一类Volterra积分微分系统的实用稳定性与Liapunov稳定性

给出了Volterra积分微分系统可以化为常微分系统的条件,利用该条件一类相当普遍的Volterra系统的稳定性可以借助常微分系统来研究,进一步针对纯量线性Volterra系统给出其实用稳定性和Liapunov稳定性的判定定理,这些定理推广了Burton的结果。     

非自治混沌系统中时滞的反馈控制和应用

基于非自治混沌系统稳定性理论和李雅普洛夫泛函方法,研究了利用线性时滞反馈控制器实现一类非自治混沌动力系统的同步和稳定性分析问题,证明了所提方法的正确性。通过混沌系统适当分离出的非线性项的耦合,得到一个用线性矩阵不等式(LMIs)给出的更弱保守性且更一般的同步判据。在混沌系统中引入时滞反馈信号,用分析手段得到了与原系统相应系统平衡点的渐进稳定性。并通过数值模拟验证了该方法的有效性。     

非线性时滞系统实用稳定性的Liapunov—Razumikhin方法

研究非线性时滞系统关于Ｅｕｃｌｉｄ空间Ｒ＾ｎ中子集的实用稳定性问题，利用Ｒａｚｕｍｉｋｈｉｎ方法建立由常微分方程描述的比较系统，由此根据比较原理得到由Ｖ函数表述的一般形式的实用稳定性条件，并讨论了时滞系统与其常微分比较系统在实用稳定性方面的关系。对于具有分离变量形式的比较系统，得到了更为具体的结果，另外还初步探讨了不需要解比较系统而进行检验的直接判据。最后给出示例说明文中主要结果。     

极端海况下FPSO系泊系统安全性评估与分析

针对近年极端海洋性气候频发所导致的FPSO系泊系统安全性问题,从服役多年系泊系统钢缆的剩余强度入手,评估影响船体运动的环境参数,给出系泊钢缆的安全系数。利用准静态的方法估算环境等级的范围,选取南海某型FPSO建立系泊系统耦合计算模型。应用AQWA-DRAFT与AQWA-NAUT模块,采用时域非线性方法对系泊系统进行耦合分析,在满足规范系数的前提下确定现服役系泊系统的定位能力,预报系泊系统所能承受的最大风浪流极值组合及对应的台风等级。通过计算可看出钢缆强度的下降直接影响着系泊系统的定位能力,导致其无法抵御百年一遇的台风,系泊系统可抵御台风等级降至12级。     

线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定

切换系统是一类重要的混合系统，具有广泛的应用背景．针对许多实际切换系统状态不可测的特点，将多Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术相结合，设计了线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定控制器，给出了系统可镇定的充分条件，同时给出了该条件下切换观测器和反馈控制器的参数化表示，以及基于重构状态的稳定化切换律构造方法．最后的算例和仿真结果表明该方法简单、有效、便于应用．     

Safety Analysis and Optimization on Ship-Borne Vehicle Mooring

舰船装载车辆系留安全性分析与优化

崔鲁宁¹ ,陈思² ,王亚平² ,张磊³ ,高鹏⁴

（1中国人民解放军92942部队,北京,100161;2南京理工大学机械工程学院,南京,210094;3.中国船舶与海洋工程设计研究院,上海,200011;4.沈阳工业大学机械工程学院, 沈阳 110870）

中文说明：

针对高海况下的舰船装载车辆系留安全性问题,建立了甲板-车辆-系留索的刚柔耦合动力学仿真模型,对系固稳定性进行了分析,获得高海况下系留索的载荷特性,分析了链环强度破坏模式,获得了不同弯曲角度对钢链环应力分布影响规律。基于系留索钢链环修正的S-N曲线,采用Miner线性累积损伤理论,进行了钢链环疲劳寿命的分析,分析了存在的安全隐患。通过分析获得以下结论：

1）系留方案能够满足高海况下车辆系留稳定性要求。

2）通过链环静强度分析,链环冠部外侧主要为拉伸破坏形式,链环冠部内侧主要为受压的接触疲劳破坏形式。

3）不同平面外弯曲角度对钢链环强度有显著影响,超过15°将不再满足强度要求。

4）通过系留方案的优化,钢链环疲劳寿命得到显著增加。

关键词：海况,系留,安全性,强度,疲劳寿命

     

含有微分代数子系统的混杂系统稳定性研究

针对目前广泛存在的微分代数混杂系统(DAHS)的一般模型,提出了包括稳定性和(大范围)渐近稳定性概念的稳定性理论框架.利用单李雅普诺夫(Lyapunov)函数和多李雅普诺夫函数工具,得出了在任意切换及慢切换条件下判断DAHS的稳定性及渐近稳定性的充分条件.尤其对仅包含线性微分代数子系统的混杂系统,还具体给出了其切换序列的选择办法,以使整个系统达到大范围渐近稳定.在一个包括两个线性微分代数子系统的DAHS实例中,用相关定理得出了切换序列的选择办法,使得整个系统稳定.     

风光储混合发电系统优化设计与分析

针对风光储混合发电系统优化设计问题,在满足可靠性的前提下,结合风力发电机组、PV方阵、抽水蓄能电站、蓄电池组等元件的输出特性,以及能量交易系统的运行方式,以总系统成本最小为目标,建立了相应的优化模型.进而分析了可靠性约束、上网电价、能量交易系统容量,以及不同运行方式对风光储混合发电系统优化配置结果的影响,为混合系统的优化设计和运行提供了依据.     

分段线性混沌系统周期轨道稳定性分析

提出对分段线性混沌系统周期轨道进行稳定性分析和判断的新方法.利用庞加莱映射将周期轨道的稳定性分析转化为映射平面上不动点的稳定性分析.基于分段线性混沌系统周期轨道的解析解,导出周期轨道的庞加莱映射方程及其雅可比矩阵,根据雅可比矩阵的特征值和特征向量的分析可确定周期轨道的稳定性、吸引方向及排斥方向.以蔡氏电路为例,用该方法分析了许多周期轨道的稳定性,并通过数字仿真对所有分析结果进行验证,结果表明该方法正确且实用.     

混合脉冲系统稳定性分析的近期进展

概叙了混合脉冲系统稳定性的近几年的一些主要成果，并着重介绍了研究混合脉冲系统稳定性的一个统一方法。     

离散极点配置控制系统的鲁棒稳定性分析

本文给出了以状态空间方程表达的受有线性或非线性摄动的离散线性系统鲁棒稳定的充分条件;并利用所得结果分析了离散极点配置控制系统的鲁棒稳定性;给出了闭环控制系统保持大范围一致稳定时参数摄动应满足的限度。数值例子证明了方法的有效性。     

不确定性线性系统的H_∞输出反馈鲁棒重复控制

为了抑制乘性不确定性线性系统中的外部扰动,提出了一种重复控制器与输出反馈控制器参数同时优化的方法.引入一个假想摄动将系统的扰动抑制问题归结为具有结构型摄动的系统鲁棒稳定性问题.根据小增益定理得到该结构型摄动系统鲁棒稳定性的充分条件.引入一个稳定的定标阵,得到该结构型摄动系统低保守性的鲁棒稳定性充分条件.基于该充分条件和线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),提出的迭代算法可以同时计算出重复控制器中低通滤波器剪切频率的最大值及其对应的输出反馈控制器的参数.最后,低频线振动台系统验证了该方法的有效性。     

一种用于径向基函数网络辨识非线性系统的新算法

使用卡尔曼滤波器和分簇算法组成一种新的混合算法用于径向基函数网络辨识非线性系统。由于卡尔曼滤波器和分簇算法都采用线性学习规则，收敛速度很快，故新算法能增加网络自适应能力。仿真结果表明了该算法的有效性。     

重复控制系统中低通滤波器与输出反馈控制器同时设计

针对具有时变范数有界不确定性的线性系统,为了有效地抑制周期性扰动和跟踪周期性参考输入信号,提出一种同时设计重复控制器中的低通滤波器和输出反馈控制器的方法。首先,将重复控制系统转化为时滞系统;采用 lyapunov稳定性理论得到该时滞系统的鲁棒稳定性条件。基于此条件,将设计低通滤波器和输出反馈控制器的问题转换成一个非线性矩阵不等式求解问题,利用线性矩阵不等式方法(LMI)、锥补线性化方法(CCL),通过所提出的迭代算法计算低通滤波器最大的剪切频率及其对应的输出反馈控制器参数。仿真示例验证了所提出方法的有效性。     

一类不确定线性系统的混杂状态反馈H_∞鲁棒控制

在许多实际控制问题中,控制行为由若干个控制器之间相互切换所决定。利用混杂状态反馈控制策略研究一类不确定线性系统的H∞镇定问题。假定所考虑的系统存在有限个备选的静态状态反馈控制器,并且每个控制器的增益矩阵均已知。在每个单一的控制器均不能使系统稳定且具有H∞扰动衰减度的条件下,基于凸组合条件,通过切换律的设计,在这有限个控制器之间进行切换完成了对该系统H∞意义下的镇定。所得结果为线性系统H∞状态反馈控制的综合问题提供了更深的视角,混杂状态反馈控制有利于控制系统其它性能的实现。