一类非线性金融系统的数值研究

利用数值模拟的方法研究了一类非线性金融系统的动力学行为.建立了由生产、资金、股份、劳动力四个部分构成的一类非线性金融系统的动力学模型.首先运用四维微分方程来描述由利率、投资需求、价格指数和平均利润率构成的四个状态变量随时间的变化,然后将金融系统简化为四维自治微分方程组.通过对四维自治微分方程组进行数值模拟发现了非线性金融系统的动力学特性,从数值模拟获得的三维相图反映了金融系统的非线性特性.从数值模拟结果发现,在特定的条件下非线性金融系统存在周期运动和混沌运动.除此之外,还观察到参数的改变对四维自治金融系统的非线性特性有着显著的影响.     

一类耦合抽象非线性梁方程组的整体解

研究了一类抽象耦合非线性梁方程组在Hilbert空间中的初值问题.首先运用Galerkin方法对两个方程进行一定的处理,然后证明收敛性,最后证明了上述非线性梁方程组的整体弱解的存在性.     

基于多尺度耦合的管式SOFC数值模拟

基于多尺度耦合模拟的思想,采用格子玻尔兹曼方法建立管式固体氧化物燃料电池(SOFC)电化学反应扩散数学模型,采用质量、动量、能力守恒方程建立CFD数学模型,并以反应放热量作为边界条件输入CFD模型中计算传热、流动问题.结果 表明,H2的浓度和反应时间随反应温度逐渐降低,电流密度随反应温度逐渐增加,空气流道中的气体温度和...     

一类非线性系统的自适应模糊控制

针对一类非线性系统,利用模糊推理系统对非线性函数的逼近能力,导出基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定性理论的自适应控制器,不但能解决这类非线性系统的跟踪问题,而且可保证闭环系统的稳定性。仿真结果表明这一算法的有效性。     

时滞耦合系统动力学的研究进展

综述了近年来时滞耦合系统动力学的研究进展,重点阐述了稳定性与分岔、同步以及复杂动力学等方面的一些理论和方法的研究结果,对进一步的研究工作提出了若干展望.     

矿井提升系统的强非线性振动

矿井提升机在提升重物的过程中,由于质量和刚度的变化引起的系统固有频率十分缓慢的变化,因此考虑钢绳质量的矿井提升机系统是一个慢变参数振动系统．本文首先应用Kuzmak—Luke的多尺度法得到有一般非线性弹性力的强非线性振动系统解的周期性条件及用Jacobi椭圆函数表示的平方非线性振动和立方非线性振动的首阶渐近解．其次,将得到的结果分别应用于有平方、立方非线性弹性力的质量慢变的矿井提升系统．最后,将理论结果应用于某个矿井提升系统,应用算例的渐近解和数值解的比较表明本方法是有效的．     

磁悬浮飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究

针对磁悬浮飞轮储能系统的"磁悬浮飞轮-发电机"机电耦合非线性动力学特性进行研究.通过推导磁悬浮飞轮储能系统在偏心条件下的动能、势能、发电机系统的磁场能以及系统的耗散函数,由Lagrange-Maxwell方程建立磁悬浮飞轮系统和两相四极永磁发电机系统的机电耦合动力学方程.采用数值法对0.6MW磁悬浮飞轮储能系统进行了仿真分析,研究结果表明,系统机电耦合非线性方程存在稳定的与转速同频的基频和三倍频周期运动解,且基频振动幅值比三倍频振动幅值大.对于稳定的磁悬浮储能飞轮机电耦合系统,飞轮转速增大,或磁轴承系统刚度减小或阻尼增大,或磁场能(电枢反应磁场能或永磁励磁磁场能)减小,可使系统的非线性振动幅值减小.而增大磁轴承系统的刚度,或减小磁轴承系统的阻尼,或增大系统的磁场能有可能破坏机电耦合系统的稳定性,使飞轮失稳.     

一类非线性组合大系统的稳定性

本文研究一类比较广泛的非线性组合大系统的稳定性问题.基于矩阵代数Riccati方程存在对称正定解的新判据(引理2),给出了检验这类非线性组合大系统稳定性的新准则,所给出的稳定性准则只涉及子系统的稳定性以及子系统之间的互联项,因此,当应用该准则检验这类非线性组合大系统的稳定性时,避免了构造子系统以及大系统的Lyapunov函数的困难.     

一类非线性时滞系统自适应控制研究

针对一类非线性时滞系统，本文提出一种自适应控制器的设计方案，采用backstepping和domination方法构建了一个无记忆自适应控制器。放松了对非线性时滞函数的要求(例如全局Lipschitz条件)，实现了对给定目标轨线的全局渐近跟踪，保证了闭环系统所有信号全局一致有界：基于Lyapunov—Krasoviskii泛函方法证明了闭环系统的稳定性。仿真结果说明了这种控制方法的可行性和优点。     

多级耦合非线性系统的流控制

针对一类动态特性遵循热力学第一和第二定理的多级耦合非线性系统,其系统模型维度高,各部分关联耦合,导致稳定性控制较为困难.本文应用一种流控制方法,利用该类系统物质流和能量流的关系构建宏观模型来代替高维的微观模型,实现对复杂系统的建模.利用无源性系统控制简单的特点,对系统进行无源性转化,降低复杂多变量系统的控制难度,且确保了系统的稳定性.此外,利用系统的输入输出流作为操作变量,使得算法操作简单.文章利用典型的多元精馏塔作为实例,给出流控制算法步骤,并进行验证.结果表明该算法具有流程简单且易于操作的特点,能够达到满意的控制效果,并有较好的稳定性和鲁棒性.     

保守系统中非线性振动问题的数值解法

用目标函数方法寻求保守系统中非线性振动问题的解．以摆的运动作为例子,对相关的微分方程在初位移不为零而初速度为零条件下在时间上进行积分．此时,速度为时间的函数,把此函数称为目标函数．因为摆从右侧到左侧再回到右侧完成一个周期,从而此目标函数的第2个零点便是运动的周期．此外,在数值积分过程中,同时得到了位移函数．此法依赖于常微分方程的数值解法和找函数零点的对分法．某些其它非线性常微分方程的解也得到研究．最后,给出了一些例子和数值结果．     

粘弹性传动带非线性振动实验研究

利用实验方法研究粘弹性传动带的非线性振动.实验装置中的粘弹性传动带是同步带,通过伺服电机进行驱动,当电动机转速在某一恒定值上下变动时,带中的张紧力也会呈现周期性变化.通过改变传动带中张紧力的频率和幅值,得到了粘弹性传动带的频率响应曲线和周期运动、倍周期运动以及混沌运动的波形图和相图.     

基于多体系统动力学和有限元法的联合仿真在车桥耦合振动研究中的应用*

为了实现车桥耦合振动精细化仿真研究,利用多体系统动力学软件SIMPACK建立完整的车辆空间模型,采用空间杆系和板壳混合单元有限元方法建立桥梁的动力分析模型;然后将车辆和桥梁两个子系统在轮轨接触面离散的信息点上进行数据交换,实现车桥耦合振动联合仿真分析。以高速铁路上的简支梁桥为研究对象,采用基于多体系统动力学和有限元法结合的联合仿真技术,计算了弹性轮轨接触时动车组列车以不同车速通过桥梁的空间耦合振动响应,证明了该研究方法的可行性。     

On the convergence of variational iteration method for nonlinear coupled system of partial differential equations

In this paper, the sufficient conditions that guarantee the convergence of the variational iteration method when applied to solve a coupled system of nonlinear partial differential equations are presented. Especial attention is given to the error bound of the nth term of the resultant sequence. Numerical examples to show the efficiency of the method are presented.     

两档输电线路间的非线性耦合振动特性研究

考虑几何非线性的影响,推导了两档输电导线与悬垂绝缘子串耦合振动的非线性动力学方程,并运用数值分析软件对不同工况下的振动响应进行了数值求解.基于输电导线振动的位移时程曲线,得到了两档输电导线的非线性耦合振动特性和共振特性,在小传输角度情况下,角度对输电导线的振动幅度没有明显影响,但振动系统的静平衡位置会发生偏移.     

弱非线性耦合二维各向异性谐振子的动力学行为

研究了弱非线性耦合二维各向异性谐振子的奇点稳定性及其在相空间中的轨迹.首先,求得弱非线性耦合二维各向异性谐振子的奇点;其次,分别利用Lyapunov间接法和梯度系统方法讨论该系统的平衡点稳定性;最后,用Matlab方法对系统进行数值模拟,并运用庞加赖截面观察系统在相空间的运动轨迹,发现随着能量的增加系统经历规则运动、规则运动与混沌并存等阶段,最后出现了混沌现象.     

Volterra-series-based equivalent nonlinear system method for subharmonic vibration systems

Subharmonics generation in the nonlinear system, directly using the traditional finite Volterra series, cannot generally represent the aimed system. In this paper, a new approach is presented, which is an extension of single finite Volterra series for representation and analysis of the subharmonic vibration system based on equivalent nonlinear system. The equivalent nonlinear system, which is constructed by pre-compensating the subharmonic vibration system with the super-harmonic nonlinear model, yields the input–output relation between the virtual source and the response of the aimed nonlinear system. Orthogonal least square method is employed to identify the truncated order of Volterra series and predominant Volterra kernels of the equivalent nonlinear system. The MGFRFs (modified generalised frequency response functions) of the equivalent nonlinear system is obtained from the data of the virtual source and response, and verified by comparing the response estimated by the MGFRFs with its true value. Therefore, the aimed subharmonic vibration system can be analysed by taking advantage of a truncated Volterra series based on the equivalent nonlinear system. Numerical simulations were carried out, whose results have shown that the proposed method is valid and feasible, and suitable to apply on representation and analysis of subharmonic vibration systems.     

集中荷载作用下悬索的主共振分析

针对集中荷载作用下两端固定悬索在集中荷载点外激励作用下悬索系统发生的强迫振动,研究了激励频率接近悬索主共振频率时,系统产生的主共振.采用多尺度法,得到了各阶振型的主共振分叉图和主共振分叉点的解析解.通过实例计算,得到了悬索的各阶振型的线性频率与集中荷载以及集中荷载的位置关系,还得到了各阶振型的主共振分叉图和各阶振型的主共振点相平面图.     

环型桁架卫星天线的非线性动力学分析

我国航天工业迫切需要掌握可入轨后展开的大型网架式空间结构技术,而环形桁架可展天线具有应用空间大、结构形式简明的特点,是目前大型卫星天线较为理想的结构形式~([1-3]).本文基于Zhang et al建立的环形天线模型为研究对象并在此基础上建立了天线振动时的非线性常微分运动方程,运用matlab数值模拟方法研究了热激励对系统非线性动力学行为的影响.