一类非线性系统对正弦激励响应的计算方法

一类非线性系统对正弦激励响应的计算方法

一、一大类非线性系统对正弦激励响应的一种计算方法(论文文献综述)

王雨霏[1](2021)在《计及剩磁的保护用电流互感器饱和特性研究及基于磁通门理论的快速在线剩磁检测策略》文中研究表明传统电磁式保护用电流互感器(Current Transformer,CT)是继电保护系统测量链中的关键部件,直接影响着电力系统的运行工况。其应用中的突出问题是铁心饱和导致的励磁电流显着增加,从而CT的传变误差加大,工作性能劣化。为研究保护用CT在电力系统暂态条件下的特性,本文以EMTP-RV为仿真环境,搭建其电磁暂态模型。论文首先从理论上阐明CT的工作原理,建立了基于单值磁化曲线的静态模型、基于Preisach理论的暂态励磁特性曲线的动态模型,并搭建了符合工程需要的暂稳态电路,由此验证论述多因素对CT的动态响应的影响。结合数学推导与matlab绘图,比较这些因素对CT饱和的影响程度,得出“残留剩磁是人为可控的最重要的导致饱和的因素”的结论。然而,要退磁首先要解决的如何检测残留剩磁。并就此提出了一种基于磁通门原理的保护用CT快速在线剩磁检测法。该方法是将高频电压源连接到电流互感器的二次侧,并使铁芯在正或负方向轻微饱和。剩磁的极性由采样电压的积分符号决定,大小是根据其与电压高频分量的二次谐波之间的线性关系来计算的。这种线性关系可基于磁通门理论预先测量好。随后,本文探究了两种常见的高频高压电压源结构,分别用正弦电压(交流电压源VAC和交直交AC/DC/AC变换器生成)和方波电压(交流电压源VAC、IGBT开关构成)激励CT,并仿真验证这两种方法在CT不同的工作状态、不同水平的剩磁、甚至是在电压波动、频率偏移的环境下的可行性,并测试相关误差。结果表明,“方波源”较“正弦波源”更能节能且高效地检测出CT的残余磁通。它们相比学术界现有的其他检磁方法的优势在于“在线”、“快速”、“精确”,具体表现为:外接检磁回路不会影响CT的正常工作与传变性能,即不必将CT与变电站断开连接,避免了CT重新连接不正确的隐患;并且其快速性(20ms)可用于在短时中断(如,自动重合闸运行所需的时间)内对CT剩磁进行实时监控;测量误差小(<6%),且精度不受电力系统中电压、频率波动的影响。这对后续消磁工作的快速、高效、针对性地展开具有重大推进意义。

陈强[2](2021)在《汽车悬架机械阻抗不变点动力学与控制研究》文中指出悬架系统实质是由质量-阻尼-弹簧系统组成的衰减地面振动、传递车身与车轮之间力并能保证汽车平稳行驶的多体机械系统。在研究汽车平顺性时,四分之一车悬架可以在一定条件下简化成二自由度机械振动系统。含有质量-阻尼-弹簧的机械系统通过与电气系统比拟,表现出的响应特性称为机械阻抗特性。悬架作为典型的机械系统在路面激励下也表现出一定的阻抗特性,阻抗特性属于系统的固有属性,在频域的范围内反映了悬架的激励力与运动学状态量之间的传递特性。在悬架性能研究中,一般关注簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动变形三个指标,同样在对悬架的机械阻抗特性也研究簧载质量加速度阻抗、悬架动行程位移阻抗和轮胎动变形位移阻抗。在悬架的机械阻抗特性中,存在不受悬架阻尼影响的阻抗不变点。本文意在揭示阻抗不变点产生的机理,分析悬架固有参数间变化的互影响和对阻抗特性的影响,以及阻抗不变点对悬架特性的影响,尝试说明被动悬架和半主动悬架阻抗不变点形成的内在统一规律,通过阻抗不变点的理论,将被动悬架设计方法扩充到半主动悬架领域,意在实现被动-半主动悬架振动机理的统一。并基于此研究了基于悬架阻抗特性的全局阻抗控制策略意在提高汽车的平顺性和操纵稳定性,同时开展针对阻抗控制对主动悬架功能实现和能耗经济性两方面研究。针对以上问题,本文将从以下三个方面展开研究。1、被动悬架机械阻抗无量纲不变点的建模与分析在被动悬架中,悬架的簧载质量加速度、悬架动行程和轮胎动变形对路面激励力的响应称为加速度阻抗和位移阻抗。在簧载质量加速度阻抗、悬架动行程和轮胎动变形的位移阻抗幅频曲线中,存在不受悬架阻尼影响的阻抗特性点。本文从阻抗矩阵的角度推导了不变点的幅频特性表达式,试图分析阻抗不变点对悬架性能的影响和阻抗不变点产生的机理。本文首先引入了无量纲参数,刚度比和质量比,在詹森不等式思想指导下,通过引入无量纲参数推导了阻抗不变点近似表达式,并在此基础上进行了进一步修正后,建立了无量纲阻抗不变点模型,研究了无量纲阻抗不变点特性。无量纲参数的引入确定了同量纲参数之间的关系,阻抗矩阵则耦合了汽车的质量-阻尼-刚度参数,更能直接反映出悬架自身参数间的变化关系对悬架阻抗特性的影响。无量纲阻抗模型最直接的解决了传统悬架不变点模型表达式复杂问题,而且无量纲参数在对当前电动汽车非簧载质量增加所引起的负效应更有利于进行机理分析,同时也有利于分布式驱动电动车的悬架参数设计以及控制目标的确立。无量纲参数的变化引起的悬架性能改变更直接反映了悬架本身的阻抗特性和悬架参数间的相互影响。无量纲参数的变化对阻抗不变点的影响成近似线性特性,鉴于在实际应用中计算更为便捷,本文研究了不变点矢量图,这有助于在悬架的阻尼调校中能够快速地估算阻抗不变点的幅频参数。2、半主动悬架机械阻抗不变点动力学机理及控制机理分析在半主动悬架的机械阻抗特性中同样存在与被动悬架机械阻抗不变点相同的特性。在悬架的可调阻尼调节中,当阻尼变化满足一定条件时,在悬架的阻抗特性中也会表现出不变点的特性。当一定条件做相应的改变时,悬架的阻抗特性又表现出向好的减振性能。半主动悬架出现阻抗不变点的实质是悬架的失效阻尼改变,失效阻尼则反映的是可调减振器可调部分失效后,悬架能正常工作的阻抗特性。基于失效阻尼的特征本文尝试提出了“阻尼椭圆”的概念,阻尼椭圆上的点的位置反映了可调阻尼减振器效能的实质,以及被动悬架和半主动悬架的阻尼关系;阻尼椭圆半轴长的概念则体现了失效阻尼的变化与不变点的产生的关系。阻尼椭圆揭示了被动悬架和半主动悬架阻尼变化的本质关系,同时失效阻尼的概念揭示了被悬架和半主动悬架阻抗不变点产生的内在规律,给出了被动悬架和半主动悬架的阻抗不变点形成机理的统一解释,阻尼椭圆上点的运动给出了阻尼优化的选择方法,也揭示了半主动悬架控制效果随阻尼变化的规律。3、全局阻抗控制下的主动悬架控制性能和不变点特性基于被动悬架和半主动悬架阻抗不变点特性及控制机理的研究,本文尝试继续深入研究基于阻抗特性的主动悬架全局阻抗控制策略和阻抗不变点特性。阻抗控制是广泛应用于机器人领域的柔性控制,本文在分析了悬架的阻抗不变点机理后,尝试将阻抗参数作为反馈输入引入悬架的控制中,实现悬架的簧载质量和“环境”的柔性接触。根据阻抗控制的原理创造性的将非簧载质量系统和虚拟阻抗系统看作“环境接触”,实现了实体环境(非簧载质量系统)和虚拟环境(惯性质量、阻尼和刚度)的并联,设计了基于簧载质量全状态反馈的全局阻抗控制策略。全局阻抗控制策略以簧载质量的阻抗状态为反馈信息,实现了无模型建模和参数调节,这相较于LQR控制摆脱了需要对控制对象精确建模的约束,同时也无需路面预瞄参数,全局阻抗控制在控制性能上实现了与LQR控制同效能的控制效果,在某些方面甚至优于LQR控制。在功率消耗方面,阻抗控制功率分配也更均衡,尤其是瞬时峰值功率消耗方面较LQR控制降低了32%。基于全局阻抗控制的优越性,通过近似代替推导了主动悬架时变系统的传递函数,继而研究了主动悬架阻抗特性中悬架参数和阻抗控制参数对阻抗不变点的影响。仿真和试验结果均表明阻抗控制能够有效地提高悬架的性能并实现了功率消耗的经济性。机械阻抗反映了悬架自身参数之间以及与路面输入之间的耦合特性,本文对其阻抗特性中所表现出的系统不变点特性和与环境的接触特性进行建模仿真,并研究了全局阻抗控制法。基于以上工作深入地研究了悬架阻抗不变点动力学机理、被动-半主动悬架控制机理内在统一规律以及主动悬架的功能优化和经济性评价。

邓英俊[3](2021)在《基于多物理场耦合模型的磁流变阻尼器优化设计及动力学性能研究》文中研究表明磁流变阻尼器具有响应速度快、输出阻尼力大且连续可控等优势,是一种出色的半主动执行器件,被广泛运用于交通运输等减振领域。为提高汽车的舒适度及运行品质,本文设计了一种适用于汽车悬架的双出杆剪切阀式磁流变阻尼器。同时,为更准确的探究磁流变阻尼器的整体特性,对所设计的阻尼器进行了多物理场耦合仿真分析。为在体积不变的条件下尽可能提高阻尼器的动力学性能,在耦合仿真模型的基础上提出了一种基于DOE及代理模型的多目标优化设计方法,并由此找出了最佳尺寸参数组合。为测试优化前后所设计阻尼器的工作性能,搭建动力学性能测试系统对其进行了实验分析。本文的主要研究内容如下:1、根据某东风日产汽车减振器的外形尺寸,设计一款适用于汽车悬架的双出杆型剪切阀式磁流变阻尼器。综合考虑多个设计要点,对所设计阻尼器各零部件材料的选择、阻尼通道的结构形式及磁流变液的选型进行探讨,并对其进行关键结构参数确定、磁路分析计算及力学模型推导建立。2、根据所设计的结构参数,在COMSOL软件中建立磁流变阻尼器的多场耦合仿真模型,并对其进行涉及电磁场、流场及结构应力场三场相互耦合的求解分析。由仿真得出不同励磁电流下阻尼器的静态磁场特性、得出电磁场作用下阻尼器在不同工作状态时的动态流场特性、得出磁流场作用下阻尼器在不同励磁电流时的应力分布及不同振动激励下的动力学性能,并以仿真结果来初步验证结构设计的可行性。3、在ISIGHT集成COMSOL进行联合仿真的基础上,提出一种基于DOE及代理模型的磁流变阻尼器多目标优化设计方法。在保证体积不变的条件下,依次通过试验设计分析、代理模型的构建及多目标优化求解,找出最佳的尺寸参数组合,并对优化后的阻尼器性能进行仿真分析且与优化前的作对比,以此来初步验证优化设计的有效性。4、分别加工出优化前后磁流变阻尼器的样机,并搭建动力学性能测试系统对其进行实验分析。通过施加不同的励磁电流及振动激励,依次对优化前后的阻尼器进行实验测试,由此找出不同工作因素对所设计阻尼器动力学性能的影响,并根据实验结果以及仿真与实验的对比、优化前后实验的对比来进一步验证结构设计的可行性、多场耦合仿真的准确性及多目标优化的有效性。

孟金[4](2021)在《车辆半主动悬架控制系统开发及优化控制方法研究》文中研究指明随着我国国民的人均可支配收入不断提升以及汽车的普及,私家车出行已经成为人们主要出行方式之一,汽车的乘坐舒适性作为影响驾乘体验的主要因素也变得更加重要。悬架系统作为车轮与车身的连接部位,是影响人们乘车舒适性最主要的因素,被动悬架由于结构固定,不便调节,性能受到限制,随着电子技术的发展,各种电控悬架应运而生。在各种电控悬架中,半主动悬架由于性能功耗比高、可靠性高、结构复杂度较低,受到了学者和汽车厂商的广泛关注,是目前悬架研究的热点内容。本文研究了半主动悬架的几种经典及混合控制策略,对现有的控制策略进行了分析与验证,结合实际应用进行了改进,设计了半主动悬架电控单元并进行了试验验证。主要包括以下内容:半主动悬架相关模型的建立:根据不同信号的性质及悬架系统的特点建立了悬架分析常用到的四种路面激励模型,包括用于对频率特性分析的正弦和扫频路面模型,用于模拟实际公路路况的随机路面模型和模拟特定路况的凸块路面模型;使用阻尼力代替被动悬架的减振器单元,分别建立了可用于描述被动及半主动悬架的单车轮二自由度四分之一车悬架模型和七自由度整车悬架模型;提出了一种悬架舒适度和路面附着性的量化计算方法。半主动悬架控制策略分析、仿真及改进:对悬架系统的能量传递进行了论述并分析了用于半主动悬架的三种经典控制及两种混合控制策略,包括SH、ADD、PDD、SH-ADD、单传感器混合控制,基于Simulink环境对各控制策略进行了模型建立与仿真验证,分析了每种控制策略的特性及不足,解释了两种混合控制策略使用的频段选择器,针对在实际应用中的积分漂移现象对频段选择器做出了改进,使用微分代替积分,并对应用改进后频段选择器的单传感器控制策略进行了仿真验证。半主动悬架电控单元设计:结合试验需求和实车使用设计了电控单元硬件电路,加入了差分采集单元以降低共模干扰,提高采集精度,设计了阻尼可调减振器驱动电路;使用基于模型设计的方法进行了电控单元的软件开发,使用Simulink代码生成技术,结合STM32Mat Target目标支持工具箱,实现了Simulink模型到STM32嵌入式代码的自动化生成。悬架台架试验:使用实物模拟的四分之一悬架台架和设计的电控单元进行了台架试验,验证了改进控制算法的有效性,实验表明,改进后的控制算法对舒适性的改善与原算法相似,相比于被动悬架有较明显的提升。本文通过比较的方式系统地分析了几种半主动悬架控制策略的性能及特点,选择单传感器混合控制作为实际应用的最优控制策略,并以实际应用为导向对单传感器混合控制策略进行了改进,从原理上避免了传感器信号积分带来的累计误差。

闫俊[5](2020)在《深水串联浮筒锚泊系统动力特性及运动响应》文中研究说明锚泊定位系统作为浮式结构物最常用的被动式定位方式,其工作原理是利用锚泊线把水面浮式结构物与固定在海底的锚固基础连接起来,约束浮式结构物的运动响应在允许的范围内,同时还需要保证锚泊系统自身的强度设计使其不产生过大的锚泊张力。按照锚泊线的线形形状可以分为两类:悬链式和张紧式。悬链式锚泊系统是浮式结构物传统且最常用的定位方式,通过自身重力的变化为浮式结构物提供回复力,但是对于深水或超深水浮式结构物,随着作业水深的增加,由钢链和钢缆组成的传统悬链式锚泊线自重也会快速增加而使得经济成本增加相对过大,同时其水平刚度减小造成浮式结构物的定位能力很快下降和竖向承载能力减小,但由于卧地段的存在而使其具有较高的安全储备性能。张紧式锚泊系统一般采用合成纤维材料,具有重量轻、回复刚度大的优势,但是合成纤维材料动刚度、蠕变和迟滞等材料和力学复杂特性使得张紧式锚泊系统的破坏形式非常复杂。基于上述研究背景,本文提出深水串联浮筒锚泊系统的设计概念,并对浮筒的大小和位置进行优化设计,既能保留传统悬链式锚泊系统安全系数高、对锚泊基础要求低、总体造价低的优点,同时能够减小锚泊系统对平台产生的竖向荷载、改善深水浮式平台的运动响应、降低缆索的破断风险,可以将其向深水和超深水进行应用。具体开展的研究工作如下:(1)浮筒水动力性能实验与数值研究:首先,针对浮筒在水下非定常运动受到的流体作用力,建立其水动力系数的计算方法;然后,对球形浮筒在正弦强迫激励下的水动力性能进行实验研究;最后,利用计算流体力学软件,对球形浮筒在低频和波频运动下的水动力性能开展研究,给出浮筒水动力系数的变化规律。(2)锚泊线静动力响应计算方法及其实验验证:首先,建立锚泊线的静动力响应数值求解方法;然后,提出一种改进的锚泊阻尼计算方法;最后,在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开展单根锚泊线的物理模型实验,进一步验证本文提出方法的正确性与有效性。(3)串联浮筒锚泊系统的静力特性与优化设计:首先,研究不改变悬链式锚泊线参数和布置情况下,直接串联浮筒对锚泊系统静力特性的影响;然后,基于工程需求,提出串联浮筒锚泊系统的优化设计原则并给出优化设计步骤;最后,对优化设计的串联浮筒锚泊系统静力特性进行研究,阐明优化设计串联浮筒锚泊系统的优点。(4)串联浮筒锚泊系统的动力特性:首先,研究串联浮筒对锚泊线张力放大的作用机理;然后,分析串联浮筒对锚泊阻尼的影响规律;最后,结合本文提出的改进锚泊阻尼计算方法,深入揭示串联浮筒对锚泊阻尼的影响机理。(5)串联浮筒对浮式平台及锚泊线运动响应的影响:首先,建立浮式平台-锚泊系统运动响应的耦合时域分析模型;然后,以一座半潜式平台及其锚泊系统为对象,研究优化设计串联浮筒锚泊系统对平台及锚泊系统运动响应的影响;最后,开展半潜平台-锚泊系统的物理模型实验,验证本文提出的优化设计串联浮筒锚泊系统优越性。

谢庆喜[6](2020)在《基于减缩技术的整车振动建模方法研究与应用》文中认为振动性能是车辆重要性能之一。在商用车“车辆轻量化”、“发动机低怠速化”大背景下,车辆结构柔性增强,怠速激振频率降低,两相冲击,使车辆振动倾向于恶化。本论文的研究聚焦于车辆振动性能开发的现实问题,顺应车辆振动研究领域“结构柔性化、计算高效率、连接非线性”的技术发展需求,提出一套基于减缩技术建立刚柔耦合整车振动模型的理论和方法。整个研究以模型减缩技术应用为主线。首先开展大型有限元结构的减缩。应用程序实现有限元模型的刚度矩阵识别、高维矩阵运算等,完成典型车辆结构的模型减缩。为进一步实现超大模型减缩精度和计算效率的平衡,提出在一次“小”比例Guyan减缩的基础上,再实施更高精度的IRS减缩,通过对初始减缩模型的二次甚至多次减缩逼近,从而达到在模型精度保证前提下自由度的进一步压缩。鉴于减缩过程计算量大,以减缩模型的重复利用为出发点,探讨了减缩模型的边界条件处理方法。包括最常用的固定边界条件、强制运动边界和耦合边界。研究发现对于固定边界条件,只有Guyan减缩模型能够重复利用;强制运动边界无论何种减缩方法,均需根据具体强制位移边界预先实施模型减缩,减缩模型无法做到重复利用;而对于耦合边界,减缩体可通过适当的动力学和运动学方程的约束还原原模型的动力学特征,重复利用是可行的。其次针对商用车的重要弹性元件——钢板弹簧,采用试验研究钢板弹簧的动静态刚度特性,发现迟滞环大小与加载作动幅值正相关,而受加载频率影响不大。在对标基础上,利用有限元方法对钢板弹簧迟滞特性的影响因素进行分析,表明板簧簧片间表面摩擦系数、切向阻尼、接触面积,以及轴荷对板簧迟滞特性有重要影响,并给出降低钢板弹簧片间摩擦的指导性建议。依据迟滞产生机理,论文进一步提出一种适用于车辆动力学仿真的钢板弹簧动态等效力学模型,并利用二自由度车辆模型探讨了钢板弹簧迟滞对平顺性的影响。指出减振器和板簧迟滞均有减少车辆振动的作用,但二者共存却可能使整车振动增大。对于上述矛盾,建议或在配置减振器的同时降低板簧迟滞,或在无减振器的情况下通过增大钢板弹簧迟滞来消减车辆振动烈度。为合理匹配动力总成悬置降低车辆怠速振动,提出在以减缩柔性体为基本支撑的整车状态下开展悬置优化的新思路。数值验证表明耦合模型与Adams整车模型响应一致,且具有更高的求解效率。耦合模型较传统六自由度模型蕴含更丰富的模态频率。同时,六自由度模型优化得到的悬置方案在整车耦合模型上表现不佳,车架端振动不降反升,与期望不符。最后借助于耦合模型和优化算法,以车架端振动最小为目标开展了动力总成悬置的优化匹配,使悬置车架端的振动水平得到降低。在上述工作基础之上,进一步将非线性钢板弹簧、主要结构减缩模型、悬架系统等集成耦合,推导出商用车整车振动动力学方程。构造跌落试验和过凸台等测试工况,对比仿真、试验响应数据。结果表明整车模型与实车相比时域响应趋势一致,频域能够反应主要特征,模型能够较好再现实车振动。模型构建方法具备实际应用价值。面对振动响应、振动疲劳计算的载荷难以直接测量的现实困境,论文将模型减缩与时域迭代反求相结合,凭借减缩模型计算高效的特点,通过“激励迭代修正”、“系统响应验算确认”的方式,向实际响应对照逼近。利用减缩模型,对含5%响应噪声的多段正弦和折线激励进行反求,最终验证所提出的方法对正则化参数不敏感,且具有较好的反求精度。最后以实际路测的车辆响应信号为目标,对模型实施载荷反求,在经过若干次迭代后,即可收敛为较好的激励结果。

张珂[7](2020)在《能量路由器中大功率高频变压器建模与设计》文中认为大功率高频变压器在电能变换领域有着广泛应用背景,作为能量路由器的关键部件,大功率高频变压器承担着电气隔离与电压变换等功能,其性能对能量路由器整机功率传输特性起着重要影响。装置高频化在提升功率密度的同时,也带来了损耗、绝缘、温升等方面的问题,增加了设计难度。本文对大功率高频变压器的损耗特性、漏感模型、样机设计三个方面开展了实证研究。首先,绕组损耗影响高频变压器的效率与温升,针对大功率高频变压器常用绕组形式,论文分析了铜箔与利兹线在高频下的绕组损耗解析计算方法,并通过有限元仿真对利兹线绕组损耗多个解析公式的精度进行了验证,得到Tourkhani公式误差最小的结论;同时,推导得到了一定频率下,为使绕组损耗最小,铜箔与利兹线各自的最优厚度或直径。在任意波形激励磁芯损耗计算方面,论文介绍了基于时域统一模型的瞬态有限元仿真以及以Steinmetz公式为基础的多种半经验修正算法,并在方波激励下进行实验验证,发现IGSE算法精度已经足够,可作为大功率高频变压器设计参考。其次,高频变压器的漏感影响变换器功率传输与软开关特性,论文建立了高频下利兹线的漏磁能量模型,并提出了一种用于精确计算利兹线绕组高频变压器漏感的解析公式,该公式考虑利兹线内漏磁能量的频变效应,并计及了填充系数的影响;使用Sobol等全局敏感性算法,评估了变压器各结构参数对漏感的影响,发现改变原副边绕组绝缘距离是调整变压器漏感的主要有效手段之一;绕制了两台变压器样机进行测试,验证表明所提利兹线绕组变压器漏感模型在宽频域内均保持了较高精度。最后,研制了一台纳米晶磁芯10k Hz/200k VA干式大功率高频变压器样机。综合考虑了温升-磁密约束、漏感-绝缘约束、最优绕组选择、散热优化等因素,对其设计方案进行了详细介绍,并进行了部分实验。通过间接测试法得到的样机效率为99.87%,功率密度为1.54k W/kg(8.7k W/L),漏感为8.7μH,最热点温升仿真值为69K,该样机综合指标接近国际先进水平。

张甫[8](2020)在《电阻抗肌动描记术测量与建模新方法研究》文中研究说明电阻抗肌动描记术(Electrical Impedance Myography,EIM)是哈佛医学院Seward B.Rutkove教授提出的一种基于肌肉电阻抗测量与建模分析的神经肌肉疾病诊断新方法,具有无辐射、非侵入、操作简单、低成本等优点,在神经肌肉疾病的早期发现与诊断、长期监测、治疗以及药物研制等方面具有潜在的应用前景。然而,现有的EIM技术无法同时满足快速性与准确性的要求。首先,基于50k Hz正弦激励的单频EIM分析方法包含信息较少,无法对肌肉宽频阻抗特征进行准确的建模分析;其次,基于正弦扫频激励的EIM分析方法虽然可以在不同频率提取更多的肌肉阻抗特征,并用于建立对应的等效电路模型,但通常测量时间较长,易受被测介质极化影响,且模型参数评估需要迭代优化,易受迭代初值影响,无法实现快速准确的肌肉特征辨识。因此,如何进一步改进EIM测量技术,优化EIM建模理论,建立快速准确的EIM辨识方法,对其在神经肌肉疾病诊断中的应用推广意义重大。针对上述问题,论文主要研究内容如下:(1)单频EIM全响应(瞬态响应+稳态响应)瞬时测量及常用EIM整数阶、分数阶模型参数时域分析新方法研究。为实现基于单频激励的整数阶Fricke-Morse阻抗等效模型和基于含偏置单频激励的分数阶Cole阻抗等效模型快速准确辨识,提出(含偏置)单频全响应瞬时测量方法,以及上述模型参数数值解析/时域拟合方法。首先,推导(含偏置)正弦电流激励在上述模型下对应的电压全响应数学表达式。随后,提取该全响应信号在瞬态和稳态过程中包含的时域、频域特征,并通过联立全响应各阶段对应的特征方程求解得到模型参数的解析表达式。最后,采用之前解析方法评估的模型参数作为迭代初值,通过迭代优化使测量的与基于模型计算的电压全响应信号误差平方和最小,从而有效的减小初值选取不当对模型参数迭代优化速度和精度的影响;(2)宽频(同时包含多个频率分量)EIM稳态响应整周期同步测量及常用EIM整数阶、分数阶模型参数频域分析新方法研究。为实现基于宽频激励的常用EIM阻抗等效模型参数快速准确评估,提出一种基于多频正弦(Multisine)激励的整周期同步测量方法及对应的频域建模方法。首先,分析基于Multisine激励的宽频电阻抗谱整周期同步测量原理,从根本上消除频谱泄露对宽频EIM测量的影响。随后,设计一种稀疏频谱分布的低波峰因数Multisine信号生成优化算法,并以此为基础合成适用于宽频EIM整周期同步测量的近二值Multisine激励信号,从而提高宽频EIM测量的信噪比。最后,通过分析EIM常用阻抗等效模型在Nyquist图上对应曲线的特征,推导一种基于最小二乘矩阵运算的模型特征参数频域快速拟合方法,使测量的与基于模型计算的阻抗谱数据在Nyquist图上对应曲线的误差平方和最小,从而避免使用传统最小二乘迭代运算易陷入局部最小值且耗时的缺点;(3)EIM测量与建模新方法仿真和实验分析。为验证上述各方法的有效性,分别进行不同类型的仿真实验,并搭建基于新型宽频镜像恒流源的EIM高速测量系统,对标准2R-1C三元件电路和肌肉组织进行单频全响应测量、宽频稳态响应整周期测量,以及对应常用整数阶与分数阶阻抗等效模型参数评估。仿真结果表明在40d B高斯白噪声下,新提出的单频和宽频EIM分析方法与传统扫频方法相比,模型参数评估相对误差均<1%,但单频和宽频测量时间分别为0.295 ms和1 ms,远小于扫频所需的19 ms。此外,通过对比标准生物电阻抗测定仪实验结果表明,对于标准2R-1C电路,采用新仪器单频测量分析对应的模型参数相对误差<5%,略大于采用新仪器宽频测量与标准仪器扫频测量的分析结果,后两者对应模型参数相对误差均<2%。对于肌肉组织,采用Cole模型(平均RMSE<2%)比Fricke-Morse模型(平均RMSE<12%)建模更准确,且对于后者,采用单频分析比宽频或扫频分析提取的模型参数RMSE平均值更低(约减小3%)。以上研究成果有助于发展和完善EIM分析技术与理论,对简化阻抗测量电路、降低阻抗测量仪器成本、提高数据分析精度与速度等方面具有重要实用价值,并为新型EIM测量分析仪器的研制以及在后续神经肌肉疾病诊断中的应用提供新思路。

佃仁俊[9](2019)在《直线感应电机全解耦二自由度无速度传感器控制研究》文中研究指明直线感应电机可直接产生推力进行直线运动,因此以直线感应电机驱动的系统,可省去中间传动机构,系统结构设计更加紧凑,从而可以减小系统的体积和质量。得益于上述优点,直线感应电机在轨道交通、精密仪器、航空航天以及自动化设备等领域具有广泛的应用价值。直线感应电机的无速度传感器控制方法相比有速度传感器控制,省去了精密、昂贵的速度传感器,减小了系统的体积,降低了系统的成本,同时还可以大幅提高系统的可靠性,因此得到了国内外学者的广泛关注和研究。但是,目前直线感应电机的无速度传感器控制仍然存在以下几个方面的问题亟需解决:(1)直线感应电机无速度传感器控制的动态性能需要提高,并且控制器和观测器的参数调节复杂;(2)直线感应电机无速度传感器控制在低速再生制动时,系统的稳定性较差;(3)不同工况下电机参数的变化会使速度观测器产生较大的速度估计误差,影响控制的精度和稳定性,因此直线感应电机无速度传感器控制必须提高对电机参数变化的鲁棒性。本文将针对上述三个问题进行深入的研究,为直线感应电机无速度传感器控制的应用提供参考。首先,为了获得直线感应电机控制所需要的基本参数研究了直线感应电机的离线参数辨识方法。所研究的方法在轴上通过电流闭环,给电机输入单相正弦带偏置的激励,并采用相应的延时补偿和死区时间补偿方法,避免了逆变器非线性对辨识结果的影响,提高了电机参数辨识的精度。其次,在此基础上对直线感应电机无速度传感器控制的动态性能进行了研究,系统地从速度观测器和速度控制器两个方面对直线感应电机的无速度传感器控制方法进行了优化,最终得到了一种速度跟踪性能和负载扰动抑制性能完全解耦的二自由度无速度传感器控制方法。采用该方法,可通过调节速度控制器参数改变系统的速度跟踪性能,而不影响系统的负载抗扰性能;同时,改变速度观测器的参数可改变系统的负载抗扰性能且不影响系统的速度跟踪性能。因此既实现了速度跟踪性能和负载抗扰性能的同时优化,又可以实现系统参数调试的简便化。再次,基于上述提出的二自由度无速度传感器控制方法,本文进一步地研究了直线感应电机无速度传感器控制的稳定性问题。通过分析该方法的稳定性和阻尼特性,揭示了上述方法对负载扰动响应欠阻尼的原因,同时得到了观测器反馈增益的改进设计方法,可确保电机在低速再生制动运行时控制系统的稳定性。为了进一步提高系统对负载扰动的阻尼,提出了一种逆系统的观测器改进方法,同时给出了相应的自适应参数设计方法。改进后的无速度传感器控制方法,一方面可通过给出的反馈增益确保低速再生发电运行下的稳定性,改善系统的负载抗扰性能,另一方面可实现速度跟踪性能、负载抗扰性能和稳定性的解耦,即:稳定性由速度观测器的反馈增益决定,速度跟踪性能仅由速度控制器参数调节,负载抗扰性能由速度观测器的自适应参数调节。最后,本文针对直线感应电机无速度传感器控制的参数鲁棒性问题进行了研究。为了解决电机运行过程中初级电阻变化对直线感应电机无速度传感器控制系统的影响,提出了一种基于初级电阻在线辨识的二自由度无速度传感器控制方法。此外,考虑到直线感应电机的互感变化问题,相应提出了一种基于互感在线辨识的二自由度无速度传感器控制方法。

余阳[10](2019)在《结合晃荡影响的浮体弱刚性系泊研究》文中进行了进一步梳理本文源自海洋工程领域中海上油气开发的前沿课题,以一种新型水下弱刚性系泊系统定位的载液FLNG为研究对象。本文主要通过数值方法,同时结合理论分析和水槽模型试验方法,对粘性数值波浪水槽、非线性液舱晃荡、非线性波浪与载液浮体运动耦合和考虑液舱晃荡影响的载液浮体与弱刚性系泊系统耦合等方面的研究内容系统性地开展了相关研究。首先,基于推板造波理论和摇板造波理论,使用重叠网格技术建立了粘性数值波浪水槽,其中使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数、网格尺寸对数值模型的数值精度和计算效率的影响;并对此数值模型分别嵌入层流模型或湍流模型(包括标准k-?湍流模型和k-?SST湍流模型)三种流体模型时进行了计算精度和计算效率的对比研究。通过数值计算结果与理论结果和试验结果的对比,验证了此粘性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。本研究不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,同时为使用本粘性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。然后,基于粘性流体动力学理论对液舱晃荡问题进行了研究,通过嵌入使用湍流模型并采用VOF方法捕捉自由液面,开发的数值模型能够正确模拟液舱非线性晃荡时发生的自由液面破碎、波浪翻卷、晃荡冲击以及粘性耗散等复杂的非线性行为。开展了二维矩形液舱和三维立方体液舱强迫晃荡的数值收敛性测试和网格独立性测试,作为数值计算的依据。分别对液舱晃荡时二维线性和非线性以及三维线性和非线性自由液面波浪运动、三维液舱晃荡局部作用压力和三维液舱晃荡整体作用力进行了数值模拟,并将计算结果与其他研究方法的数值计算结果和试验结果进行对比,验证了本文数值模型和求解方法的正确性。进一步应用本文开发的数值模型研究和分析了激励频率、激励幅值、载液率、激励方向等敏感性参数对液舱晃荡特性的影响。此外,分析了流体粘性、二维三自由度运动耦合以及三维六自由度运动耦合的晃荡特性。进一步,建立了载液浮体在波浪中六自由度运动的动力学模型,基于刚体动力学“传播法”开发求解程序对本动力学模型进行了求解。采用基于粘性流体理论建立的粘性数值波浪水槽和非线性液舱晃荡模型,并结合浮体动力学模型,使用重叠网格技术实现了浮体内外部流场同时基于粘性流体理论进行求解,并对液舱晃荡与浮体整体运动耦合进行了分析。通过双液舱载液矩形浮箱在波浪水槽中的水动力分析和双液舱载液LNG-FPSO在波浪水槽中的水动力分析,并与已发表的试验结果和其他数值方法求得的结果进行对比,充分验证本文数值方法的正确性,为后面开展载液浮体与水下弱刚性系泊系统多体耦合分析提供依据和奠定基础。最后,基于以上研究工作,仍然采用“传播法”开发求解程序求解了弱刚性系泊系统与载液FLNG构成的多体系统动力学模型。针对一艘简化的FLNG进一步开展了液舱晃荡与船体运动的耦合研究。考虑水下弱刚性系泊系统的耦合,同时采用水槽模型试验和本文的数值方法对迎浪条件下FLNG在不同载液条件下的系泊特性进行了分析,进一步验证了本文数值方法的正确性。接着采用本文的数值方法开展了横浪条件下系泊系统与载液浮体FLNG的耦合研究。并利用本文的数值方法继续分别开展了系泊系统结构参数敏感性分析(包括系泊腿刚度、水下压载舱重量、系泊腿长度、水下YOKE结构长度、两个系泊腿之间的夹角)和环境参数敏感性分析(包括波浪高度和波浪方向)。

二、一大类非线性系统对正弦激励响应的一种计算方法(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一大类非线性系统对正弦激励响应的一种计算方法(论文提纲范文)

(1)计及剩磁的保护用电流互感器饱和特性研究及基于磁通门理论的快速在线剩磁检测策略(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电流互感器的概述及分类
    1.3 国内外关于电流互感器的研究技术现状
        1.3.1 电流互感器建模研究现状
        1.3.2 拟解决的关键问题
        1.3.3 铁芯剩磁检测工作的研究现状
    1.4 论文的主要工作和内容安排
第2章 电流互感器的传变特性
    2.1 电流互感器的传变特性
    2.2 电流互感器的暂态特性
    2.3 电流互感器的饱和特性
        2.3.1 CT的饱和分类
        2.3.2 CT的饱和成因及危害
        2.3.3 CT的饱和电流的特征
        2.3.4 CT的暂态饱和过程
    2.4 本章小结
第3章 保护用电流互感器铁芯饱和现象的仿真与分析
    3.1 基于EMTP-RV的保护用电流互感器非线性模型的搭建
        3.1.1 基于单值磁化特性的保护用CT静态模型
        3.1.2 基于磁滞回线的保护用CT动态模型
    3.2 稳态饱和仿真
    3.3 暂态饱和仿真
        3.3.1 合闸角
        3.3.2 故障电流
        3.3.3 一次系统时间常数
        3.3.4 二次回路阻抗大小及性质
        3.3.5 电流互感器铁芯中的剩磁
    3.4 电流互感器的饱和暂态系数
        3.4.1 公式推导
        3.4.2 基于Matlab的多因素定量分析
    3.5 本章小结
第4章 基于磁通门理论的电流互感器剩磁检测策略
    4.1 磁通门理论与数据预处理
        4.1.1 磁通门公式推导
        4.1.2 磁通门理论在本文中的应用
        4.1.3 数据预处理
    4.2 单机-无穷大双电源模型
    4.3 不同剩磁情形下的案例仿真
        4.3.1 当剩磁百分比为+70% ,无一次侧电流
        4.3.2 当剩磁百分比为+70% ,有一次侧电流
        4.3.3 当剩磁百分比为-30% ,有一次侧电流
        4.3.4 当剩磁百分比为-30% ,无一次侧电流
    4.4 误差分析
    4.5 本章小结
第5章 剩磁检测策略的优化
    5.1 方波激励的磁通门公式推导
    5.2 方波生成拓扑搭建
    5.3 数据预处理
    5.4 案例仿真
        5.4.1 当剩磁百分比为-45% ,无一次侧电流
        5.4.2 当剩磁百分比为-45% ,有一次侧电流
        5.4.3 当剩磁百分比为+10% ,无一次侧电流
        5.4.4 当剩磁百分比为+10% ,有一次侧电流
    5.5 频率偏移的影响
        5.5.1 频率上偏
        5.5.2 频率下移
    5.6 幅值偏移的影响
        5.6.1 电压等级上浮
        5.6.2 电压等级下降
    5.7 误差分析
    5.8 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历

(2)汽车悬架机械阻抗不变点动力学与控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 汽车悬架动力学与控制研究现状
        1.2.1 汽车悬架动力学发展回顾
        1.2.2 汽车平顺性控制研究现状
        1.2.3 汽车动力学中不变点问题
    1.3 机械阻抗动力学与阻抗控制研究现状
        1.3.1 机械阻抗动力学研究内容
        1.3.2 阻抗控制的研究现状
        1.3.3 阻抗控制在汽车减振的研究现状
    1.4 论文主要研究内容
        1.4.1 本文研究内容
        1.4.2 本文结构思路
第2章 悬架阻抗不变点理论
    2.1 悬架阻抗建模及阻抗不变点推导
        2.1.1 悬架阻抗模型
        2.1.2 路面激励下悬架的阻抗特性
    2.2 悬架阻抗不变点无量纲化模型
        2.2.1 悬架阻抗不变点频率简化
        2.2.2 簧载质量加速度阻抗不变点频率对比
        2.2.3 轮胎动变形阻抗不变点频率对比
    2.3 悬架阻抗不变点无量纲模型修正
        2.3.1 簧载质量加速度阻抗不变点修正
        2.3.2 轮胎动变形阻抗不变点修正
    2.4 本章小结
第3章 悬架阻抗不变点特性分析
    3.1 悬架阻抗不变点特性
        3.1.1 悬架强不变点
        3.1.2 被动悬架阻抗不变点
        3.1.3 半主动悬架阻抗不变点
    3.2 簧载质量加速度阻抗不变点特性分析
        3.2.1 刚度比对簧载质量加速度阻抗不变点特性的影响分析
        3.2.2 质量比对簧载质量加速度阻抗不变点特性的影响分析
    3.3 悬架动行程阻抗不变点特性分析
        3.3.1 刚度比对悬架动行程阻抗不变点特性的影响分析
        3.3.2 质量比对悬架动行程阻抗不变点特性的影响分析
    3.4 轮胎动变形阻抗不变点特性分析
        3.4.1 刚度比对轮胎动变形阻抗不变点特性的影响分析
        3.4.2 质量比对轮胎动变形阻抗不变点特性的影响分析
    3.5 本章小结
第4章 被动和半主动悬架阻抗不变点特性统一理论
    4.1 半主动悬架阻抗不变点特性
        4.1.1 半主动悬架阻抗不变点特性的基本概念和存在机理
        4.1.2 半主动悬架阻抗不变点实例
    4.2 可调阻尼对半主动悬架阻抗不变点的影响
        4.2.1 可调阻尼对簧载质量加速度阻抗不变点的影响
        4.2.2 可调阻尼对轮胎动变形阻抗不变点的影响
    4.3 阻抗不变点特性统一描述
        4.3.1 阻抗不变点统一特性的基本概念
        4.3.2 悬架统一阻抗不变点描述
        4.3.3 阻抗不变点特性统一描述的意义
    4.4 本章小结
第5章 基于阻抗特性的全局阻抗控制法
    5.1 全局阻抗控制
        5.1.1 阻抗控制理论
        5.1.2 考虑系统阻尼的主动悬架阻抗控制建模
        5.1.3 全局阻抗控制下悬架控制流程
    5.2 全局阻抗控制下主动悬架平顺性对比分析
        5.2.1 典型路况的时频域分析
        5.2.2 随机路面时频域分析
        5.2.3 阻抗控制和LQR控制控制力及功率对比分析
    5.3 考虑系统阻尼的主动悬架不变点
        5.3.1 阻抗控制下主动悬架时变系统近似传递函数推导
        5.3.2 近似传递函数幅频响应与仿真结果的伯德图对比
        5.3.3 主动悬架不变点理论初步探讨
        5.3.4 阻抗参数对悬架不变点的影响
    5.4 本章小节
第6章 全局阻抗控制算法试验验证
    6.1 四分之一车试验台搭建
        6.1.1 试验系统介绍
        6.1.2 试验台硬件及数据采集系统
    6.2 全局阻抗控制算法验证分析
        6.2.1 典型正弦路面试验及分析
        6.2.2 随机路面试验及分析
    6.3 本章小节
第7章 全文总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 论文创新点
    7.3 研究展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(3)基于多物理场耦合模型的磁流变阻尼器优化设计及动力学性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 磁流变阻尼器工作原理
        1.2.1 磁流变液
        1.2.2 磁流变阻尼器工作原理
    1.3 磁流变阻尼器国内外研究现状
        1.3.1 磁流变阻尼器结构设计
        1.3.2 磁流变阻尼器仿真技术
        1.3.3 磁流变阻尼器优化设计
    1.4 本文研究目的和主要研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 本文主要研究内容
第二章 磁流变阻尼器结构设计
    2.1 磁流变阻尼器设计需考虑的要点
        2.1.1 主要材料选择
        2.1.2 阻尼通道设计
        2.1.3 阻尼通道内磁场分布
        2.1.4 磁流变液选型
    2.2 磁流变阻尼器结构设计
        2.2.1 工作模式
        2.2.2 结构类型
        2.2.3 总体结构设计
        2.2.4 结构参数设计
    2.3 磁流变阻尼器磁路分析及计算
        2.3.1 磁路分析
        2.3.2 磁路计算
        2.3.3 线圈功率分析
    2.4 磁流变阻尼器力学模型
        2.4.1 Bingham伪静力模型
        2.4.2 阻尼器力学模型
    2.5 本章小结
第三章 磁流变阻尼器多物理场耦合仿真
    3.1 多物理场耦合分析简介
        3.1.1 多物理场耦合仿真原理
        3.1.2 COMSOL多物理场仿真软件简介
    3.2 磁流变阻尼器多物理场耦合仿真模型建立
        3.2.1 磁流变阻尼器多物理场耦合仿真流程
        3.2.2 多物理场耦合仿真模型建立
    3.3 电磁场仿真分析
        3.3.1 电磁场分析理论
        3.3.2 电磁场仿真结果分析
    3.4 磁场作用下的流场仿真分析
        3.4.1 流场分析理论
        3.4.2 磁场作用下的流场仿真结果分析
    3.5 磁流场作用下的固体力学仿真分析
        3.5.1 固体力学分析理论
        3.5.2 磁流场作用下的固体力学仿真结果分析
    3.6 本章小结
第四章 基于DOE及代理模型的磁流变阻尼器多目标优化设计
    4.1 优化方法的实现
        4.1.1 ISIGHT集成COMSOL
        4.1.2 磁流变阻尼器多目标优化流程
    4.2 试验设计(DOE)
        4.2.1 试验设计方法概述
        4.2.2 最优拉丁超立方抽样分析
    4.3 代理模型的建立与分析
        4.3.1 代理模型介绍
        4.3.2 RBF模型的建立与分析
    4.4 多目标优化设计
        4.4.1 多目标优化概述
        4.4.2 NSGA-Ⅱ算法
        4.4.3 优化求解
    4.5 阻尼器优化结果分析
        4.5.1 优化后阻尼器的结构
        4.5.2 优化后阻尼器的动力学性能
        4.5.3 优化前后阻尼器动力学性能对比分析
    4.6 本章小结
第五章 磁流变阻尼器性能测试分析
    5.1 磁流变阻尼器原型样机
    5.2 磁流变阻尼器动力学性能测试系统
    5.3 动力学性能实验分析
        5.3.1 零场阻尼力测试
        5.3.2 优化前阻尼器的动力学性能
        5.3.3 优化后阻尼器的动力学性能
        5.3.4 优化前后阻尼器动力学性能对比分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
个人简历 在读期间获得科研成果及奖励
致谢

(4)车辆半主动悬架控制系统开发及优化控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 题目研究背景及意义
    1.2 悬架分类对比与优缺点分析
        1.2.1 悬架分类对比
        1.2.2 各类悬架优缺点分析
    1.3 半主动悬架构成重点
    1.4 半主动悬架研究现状
        1.4.1 阻尼可变减振器发展
        1.4.2 半主动悬架控制算法发展
    1.5 本文主要研究内容
第2章 半主动悬架相关模型
    2.1 路面激励模型
        2.1.1 单频正弦信号
        2.1.2 扫频正弦信号
        2.1.3 随机路面信号
        2.1.4 凸块路面信号
    2.2 四分之一车辆悬架模型建立
    2.3 七自由度整车悬架模型建立
    2.4 半主动悬架的控制性能指标分析及计算
        2.4.1 乘坐舒适性指标量化
        2.4.2 路面附着性指标量化
    2.5 本章小结
第3章 半主动悬架系统的优化控制方法研究
    3.1 悬架振动特性的非线性频域分析
        3.1.1 单频激励下非线性频率响应计算
        3.1.2 多频激励下非线性频率响应计算
    3.2 经典控制算法
        3.2.1 四分之一悬架能量传递分析
        3.2.2 SH控制
        3.2.3 ADD控制
        3.2.4 PDD控制
    3.3 混合半主动控制算法
        3.3.1 SH-ADD混合控制
        3.3.2 单传感器混合控制
    3.4 控制策略仿真验证及分析
        3.4.1 四分之一车模型
        3.4.2 整车模型
    3.5 频段选择器改进
        3.5.1 误差分析
        3.5.2 积分漂移处理办法
        3.5.3 避免积分的频段选择器
        3.5.4 仿真验证
    3.6 本章小结
第4章 基于嵌入式单元的悬架控制器软硬件设计
    4.1 控制器硬件电路设计
        4.1.1 整体设计
        4.1.2 差分采集单元设计
        4.1.3 减振器驱动单元设计
    4.2 Simulink基于模型设计
    4.3 基于Simulink及 TSP的 STM32 软件开发
        4.3.1 TSP简介
        4.3.2 软件开发方法及工具链
        4.3.3 代码生成流程
        4.3.4 Simulink控制流至C程序控制流转换
    4.4 代码生成实现
    4.5 本章小结
第5章 半主动悬架试验系统搭建与试验分析
    5.1 半主动悬架台架试验系统设计
        5.1.1 试验台总体介绍
        5.1.2 悬架台硬件设计
        5.1.3 减振器外特性测试
        5.1.4 数据采集及传感器系统设计
    5.2 试验结果分析
        5.2.1 正弦信号激励试验
        5.2.2 随机信号激励试验
        5.2.3 凸块信号激励试验
    5.3 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢

(5)深水串联浮筒锚泊系统动力特性及运动响应(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 国内外相关工作研究进展
        1.2.1 锚泊系统介绍
        1.2.2 锚泊系统静动力分析
        1.2.3 锚泊阻尼
        1.2.4 串联浮筒锚泊系统
    1.3 本文主要工作
2 浮筒水动力性能实验与数值研究
    2.1 引言
    2.2 水动力系数计算方法
    2.3 浮筒水动力性能实验研究
        2.3.1 实验设计与布置方案
        2.3.2 实验数据处理方法
        2.3.3 匀速激励
        2.3.4 低频激励
        2.3.5 波频激励
    2.4 浮筒水动力性能数值模拟研究
        2.4.1 CFD数值模型
        2.4.2 数值模型验证
        2.4.3 低频激励
        2.4.4 波频激励
    2.5 本章小结
3 锚泊线静动力响应计算方法及其实验验证
    3.1 引言
    3.2 静力计算
        3.2.1 节点受力及平衡方程
        3.2.2 求解过程
        3.2.3 锚泊系统静回复力求解
    3.3 动力计算
        3.3.1 三维集中质量模型
        3.3.2 总体运动方程
    3.4 改进的锚泊阻尼计算模型
        3.4.1 传统锚泊阻尼计算方法
        3.4.2 改进的锚泊阻尼计算方法
        3.4.3 数值验证
    3.5 实验验证
    3.6 本章小结
4 串联浮筒锚泊系统的静力特性与优化设计
    4.1 引言
    4.2 直接串联浮筒锚泊系统的静力特性
        4.2.1 锚泊线参数
        4.2.2 线形和张力分布
        4.2.3 锚泊系统回复力
    4.3 串联浮筒锚泊系统的优化设计
        4.3.1 优化设计模型
        4.3.2 优化设计算法
        4.3.3 算例分析
    4.4 优化设计串联浮筒锚泊系统的静力特性
        4.4.1 线形和张力分布
        4.4.2 锚泊系统回复力
    4.5 本章小结
5 串联浮筒锚泊系统的动力特性
    5.1 引言
    5.2 串联浮筒对锚泊线张力放大的影响
        5.2.1 锚泊线张力放大
        5.2.2 串联浮筒的影响
    5.3 串联浮筒对锚泊阻尼的影响
        5.3.1 锚泊阻尼特性
        5.3.2 串联浮筒的影响
    5.4 锚泊阻尼特性及作用机理分析
        5.4.1 锚泊阻尼作用机理
        5.4.2 串联浮筒的影响机理
    5.5 本章小结
6 串联浮筒对浮式平台及锚泊线运动响应的影响
    6.1 引言
    6.2 平台运动响应时域耦合分析方法
        6.2.1 方法概述
        6.2.2 环境荷载
        6.2.3 时域运动方程及其求解
    6.3 浮式平台及锚泊系统运动响应
        6.3.1 数值模型和环境参数
        6.3.2 自由衰减
        6.3.3 平台运动响应
        6.3.4 锚泊线运动响应
    6.4 平台水池模型实验
        6.4.1 平台物理模型
        6.4.2 锚泊系统设计
        6.4.3 实验设备与布置
        6.4.4 模型实验结果
    6.5 本章小结
7 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(6)基于减缩技术的整车振动建模方法研究与应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 论文的研究背景和意义
    1.2 国内外研究的历史与现状
        1.2.1 整车振动分析研究现状
        1.2.2 模型减缩方法研究现状
        1.2.3 钢板弹簧等效模型研究现状
        1.2.4 动力总成悬置匹配研究现状
        1.2.5 载荷反求技术研究现状
    1.3 课题来源及本文的主要研究内容
第2章 车辆主要结构模型减缩
    2.1 引言
    2.2 减缩理论
        2.2.1 Guyan Reduction(Guyan减缩)
        2.2.2 Dynamic Condensation(动态减缩)
        2.2.3 Improved Reduced System(IRS减缩)
        2.2.4 Iterated Improved Reduced System(IIRS减缩)
    2.3 超大模型的减缩
        2.3.1 减缩过程的计算量
        2.3.2 稀疏线性方程组的求解
    2.4 多级减缩
    2.5 重要总成模型减缩
        2.5.1 驾驶室减缩
        2.5.2 车架减缩
    2.6 本章小结
第3章 减缩模型边界条件处理方法
    3.1 引言
    3.2 变量定义
    3.3 固定边界
        3.3.1 先减缩后约束
        3.3.2 先约束后减缩
        3.3.3 固定约束中减缩顺序对比
    3.4 强制运动边界
        3.4.1 先约束后减缩
        3.4.2 先减缩后约束
        3.4.3 强制运动中减缩顺序对比
    3.5 耦合边界
    3.6 算例及讨论
        3.6.1 模型描述
        3.6.2 自由系统的减缩
        3.6.3 约束系统的减缩
    3.7 本章小结
第4章 钢板弹簧数学建模
    4.1 引言
    4.2 钢板弹簧动态特性试验研究
    4.3 钢板弹簧动态特性有限元仿真研究
        4.3.1 钢板弹簧模型的建立
        4.3.2 约束与载荷施加
        4.3.3 迟滞特性影响因素分析
    4.4 钢板弹簧等效力学模型
        4.4.1 Maxwell-slip模型
        4.4.2 钢板弹簧瞬态模型
        4.4.3 模型参数研究
        4.4.4 钢板弹簧模型参数的识别
    4.5 钢板弹簧迟滞特性对车辆响应的影响
    4.6 本章小结
第5章 考虑车架柔性的动力总成悬置建模及优化
    5.1 引言
    5.2 动力总成与车架耦合
        5.2.1 动力总成受力分析
        5.2.2 悬架系统受力分析
        5.2.3 车架减缩体的受力分析
    5.3 耦合模型验证
        5.3.1 动力总成参数
        5.3.2 发动机激励
        5.3.3 耦合模型的准确性验证
    5.4 六自由度与减缩耦合模型振动对比
    5.5 基于六自由度模型的悬置优化
    5.6 基于耦合模型的悬置参数优化
    5.7 本章小结
第6章 整车耦合模型建立及验证
    6.1 引言
    6.2 驾驶室与车架的耦合
        6.2.1 减缩体线性耦合
        6.2.2 减缩体非线性耦合
        6.2.3 非线性耦合方程的求解
    6.3 悬架系统与车架结构的非线性耦合
        6.3.1 前悬架系统动力学方程
        6.3.2 后悬架系统动力学方程
    6.4 整车试验
    6.5 仿真与试验的响应对比
    6.6 本章小结
第7章 基于减缩和迭代的时域载荷反求
    7.1 引言
    7.2 载荷反求基本理论
        7.2.1 频域载荷反求
        7.2.2 时域载荷反求
    7.3 减缩迭代载荷反求
    7.4 算例
        7.4.1 模型描述
        7.4.2 核函数(拉格朗日形函数响应)
        7.4.3 载荷反求结果
        7.4.4 随机响应载荷反求
    7.5 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的论文
附录B 攻读博士学位期间参加的科研项目

(7)能量路由器中大功率高频变压器建模与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 高频变压器损耗特性
        1.2.2 高频变压器寄生参数
        1.2.3 高频变压器绝缘方案
        1.2.4 高频变压器散热与温度场管理
        1.2.5 大功率高频变压器综合优化设计与制造
    1.3 本文主要内容
第二章 高频变压器损耗分析
    2.1 绕组损耗
        2.1.1 高频绕组损耗基本理论
        2.1.2 铜箔绕组损耗解析计算模型
        2.1.3 铜箔绕组损耗控制方法及最优导体厚度
        2.1.4 利兹线绕组损耗解析计算模型
        2.1.5 利兹线损耗计算公式精度仿真验证
        2.1.6 利兹线股线数量与单股最优直径匹配
    2.2 磁芯损耗
        2.2.1 高频磁芯损耗基本理论
        2.2.2 磁芯损耗半经验计算公式
        2.2.3 任意波形激励下磁芯损耗时域统一模型
        2.2.4 磁芯损耗瞬态FEA仿真
        2.2.5 磁芯损耗算法比较与实验验证
    2.3 本章小结
第三章 利兹线绕组高频变压器漏感分析
    3.1 利兹线绕组高频变压器漏感建模
        3.1.1 高频变压器漏感通用模型
        3.1.2 理想利兹线漏感建模
        3.1.3 利兹线漏感精确建模
        3.1.4 理想模型与精确模型适用范围
    3.2 高频变压器漏感参数全局敏感性分析
    3.3 实验验证
    3.4 本章小结
第四章 10k Hz/200k VA大功率高频变压器工程设计
    4.1 高频变压器参数指标要求
    4.2 AP法磁芯初选
    4.3 工作磁密与绕组选取
        4.3.1 IGSE算法损耗系数拟合
        4.3.2 温升磁密限制
        4.3.3 绕组匝数选取
        4.3.4 绕组形式选取与比较
    4.4 绝缘距离与漏感控制
        4.4.1 内侧绕组与铁芯绝缘布置
        4.4.2 绕组与铁芯轭部绝缘布置
        4.4.3 绕组匝间绝缘距离确定
        4.4.4 原副边主绝缘距与漏感约束
        4.4.5 铁芯尺寸确定及保护浇筑
        4.4.6 电场仿真校验
    4.5 磁芯损耗与绕组损耗
        4.5.1 磁芯损耗计算
        4.5.2 绕组损耗计算
    4.6 热管理与散热优化
        4.6.1 样机散热优化方法
        4.6.2 浇筑材料选择
        4.6.3 温度场仿真与浇筑改善
    4.7 样机研制与部分测试结果
    4.8 本章小结
第五章 工作总结与展望
    5.1 本文主要工作总结
    5.2 下一步待完成的工作
参考文献
攻读硕士学位期间的学术成果
致谢

(8)电阻抗肌动描记术测量与建模新方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
中英文缩写对照表
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 传统神经肌肉疾病诊断常用方法研究现状
        1.2.1 肌肉组织学评估
        1.2.2 肌肉功能学评估
        1.2.3 肌肉电生理学评估
    1.3 电阻抗肌动描记术(EIM)研究现状
        1.3.1 现有EIM测量方法及其局限性
        1.3.2 现有EIM建模方法及其局限性
    1.4 课题来源与论文结构
第2章 基于单频正弦全响应测量的EIM整数阶建模方法研究
    2.1 Fricke-Morse模型辨识及其应用
    2.2 Fricke-Morse模型的正弦全响应测量与分析
    2.3 Fricke-Morse模型辨识数值分析方法
        2.3.1 基于初始瞬态和稳态响应测量
        2.3.2 基于初始、结尾瞬态和稳态响应测量
    2.4 Fricke-Morse模型辨识时域拟合分析方法
    2.5 仿真实验验证与分析
        2.5.1 测量噪声对模型参数评估的影响
        2.5.2 采样率与采样点数对模型参数评估的影响
    2.6 本章小结
第3章 基于含偏置单频正弦全响应测量的EIM分数阶建模方法研究
    3.1 Cole模型辨识及其应用
    3.2 Cole模型的含直流偏置正弦全响应测量与分析
        3.2.1 基于Cole模型松弛时间分布函数
        3.2.2 基于Cole模型分数阶操作矩阵
    3.3 Cole模型辨识数值分析方法
    3.4 Cole模型辨识时域拟合分析方法
    3.5 仿真实验验证与分析
        3.5.1 数值计算对全响应信号分析的影响
        3.5.2 测量噪声对模型参数评估的影响
    3.6 本章小结
第4章 基于多频正弦稳态响应整周期测量的EIM建模方法研究
    4.1 宽频EIM整周期同步测量原理
    4.2 近二值多频正弦(NBM)信号合成方法
        4.2.1 多频正弦信号的波峰因数优化
        4.2.2 低波峰因数NBM信号合成算法设计
    4.3 常用EIM等效模型辨识频域拟合分析方法
    4.4 仿真实验验证与分析
        4.4.1 NBM信号合成仿真实验
        4.4.2 宽频EIM测量仿真实验
        4.4.3 EIM模型参数评估仿真实验
    4.5 本章小结
第5章 新型EIM高速测量系统设计
    5.1 EIM测量系统设计规范
        5.1.1 EIM测量相关参数范围选取
        5.1.2 现有生物阻抗谱测量仪器及其局限性
    5.2 EIM高速测量系统设计整体结构与工作原理
        5.2.1 EIM测量系统概述
        5.2.2 高速信号生成与采集平台
        5.2.3 宽频镜像恒流源设计
        5.2.4 四电极阻抗测量前端设计
    5.3 EIM常用等效模型辨识测量实验
        5.3.1 2R-1C电路阻抗等效模型参数评估
        5.3.2 肌肉组织阻抗等效模型参数评估
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读博士学位期间发表的学术论文
附录 B 攻读博士学位期间参与的科研项目
附录 C 攻读博士学位期间获得的奖励

(9)直线感应电机全解耦二自由度无速度传感器控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 无速度传感器控制研究现状
    1.3 主要研究内容
2.离线参数辨识方法
    2.1 引言
    2.2 单相等效电路模型
    2.3 单相正弦激励参数辨识方法
    2.4 逆变器非线性因素分析及补偿
    2.5 本章小结
3.无速度传感器控制动态性能研究
    3.1 引言
    3.2 动态数学模型
    3.3 基于扩展全阶自适应状态观测器的速度估计方法
    3.4 全解耦二自由度无速度传感器控制
    3.5 仿真与实验
    3.6 本章小结
4.无速度传感器控制稳定性研究
    4.1 引言
    4.2 稳定性与阻尼特性分析
    4.3 自适应参数设计
    4.4 仿真与实验
    4.5 本章小结
5.无速度传感器控制在线参数辨识研究
    5.1 引言
    5.2 初级电阻在线辨识
    5.3 互感在线辨识
    5.4 仿真与实验
    5.5 本章小结
6.总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间已取得的学术成果
附录2 攻读博士学位期间参与的课题研究情况

(10)结合晃荡影响的浮体弱刚性系泊研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
创新点
第1章 绪论
    1.1 论文选题背景和意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 课题来源
    1.2 国内外研究现状及存在问题
        1.2.1 FLNG系统的组成
        1.2.2 系泊系统的分类
        1.2.3 软刚臂系泊系统的发展和应用
        1.2.4 数值波浪水槽研究与进展
        1.2.5 液舱晃荡研究与进展
        1.2.6 液舱晃荡与浮体运动耦合研究与进展
        1.2.7 载液浮体与系泊系统耦合研究与进展
    1.3 本论文的研究内容
第2章 粘性数值波浪水槽研究
    2.1 概述
    2.2 数值分析基本方法及理论
        2.2.1 试验造波理论
        2.2.2 重叠网格基本理论
        2.2.3 粘性波浪数值水槽的控制方程
        2.2.4 湍流模型的引入
        2.2.5 主动消波方法
        2.2.6 边界条件
        2.2.7 自由液面的捕捉
        2.2.8 有限体积法
        2.2.9 方程组的求解
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 收敛性测试
        2.3.2 网格独立性测试
        2.3.3 引入流体模型的对比分析
        2.3.4 摇板造波
        2.3.5 有限振幅波
        2.3.6 三维造波
    2.4 本章小结
第3章 非线性液舱晃荡数值模拟研究
    3.1 液舱晃荡基本理论
        3.1.1 模态分析
        3.1.2 任意激励下的线性强迫晃荡
        3.1.3 单自由度线性强迫晃荡
        3.1.4 非线性强迫晃荡
    3.2 矩形液舱非线性晃荡特性研究
        3.2.1 数值收敛性和网格独立性测试
        3.2.2 二维液舱晃荡自由液面运动验证
        3.2.3 三维液舱晃荡自由液面运动验证
        3.2.4 三维液舱晃荡局部作用压力验证
        3.2.5 三维液舱晃荡整体作用力验证
        3.2.6 不同激励频率下液舱晃荡特性
        3.2.7 不同激励幅值下液舱晃荡特性
        3.2.8 不同载液率下液舱晃荡特性
        3.2.9 不同激励方向下液舱晃荡特性
        3.2.10 二维三自由度耦合激励下液舱晃荡特性
        3.2.11 三维六自由度耦合激励下液舱晃荡特性
    3.3 本章小结
第4章 非线性波浪与载液浮体运动耦合研究
    4.1 载液浮体的动力学模型
        4.1.1 坐标系定义和坐标转换
        4.1.2 建立动力学方程
    4.2 动力学模型的求解
        4.2.1 多刚体铰接动力学模型
        4.2.2 求解算法基本思想
    4.3 动力学模型的验证
        4.3.1 双液舱载液矩形浮箱在波浪水槽中的水动力分析与验证
        4.3.2 双液舱载液船体在波浪水槽中的水动力分析与验证
    4.4 本章小结
第5章 载液浮体与弱刚性系泊耦合研究
    5.1 水下弱刚性系泊系统方案
        5.1.1 FLNG载液浮体
        5.1.2 水下弱刚性系泊系统
    5.2 FLNG载液浮体水动力特性分析
        5.2.1 基本计算参数
        5.2.2 迎浪条件下FLNG与液舱晃荡的耦合研究
        5.2.3 横浪条件下载液浮体与液舱晃荡的耦合研究
    5.3 迎浪条件下载液FLNG与弱刚性系泊系统的耦合研究
        5.3.1 水槽模型试验基本理论
        5.3.2 水槽模型试验方法与设置
        5.3.3 结果与讨论
    5.4 横浪条件下载液FLNG与弱刚性系泊系统的耦合研究
        5.4.1 网格分析
        5.4.2 横浪下FLNG载液浮体与弱刚性系泊耦合研究
    5.5 系泊系统参数敏感性分析
        5.5.1 系泊腿刚度对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.2 压载舱惯性对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.3 系泊腿长度对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.4 YOKE结构长度对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.5 系泊腿夹角对载液FLNG系泊系统的影响
        5.5.6 水下弱刚性系泊对入射波高的敏感性分析
        5.5.7 水下弱刚性系泊对入射波浪方向的敏感性分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集

四、一大类非线性系统对正弦激励响应的一种计算方法(论文参考文献)

  • [1]计及剩磁的保护用电流互感器饱和特性研究及基于磁通门理论的快速在线剩磁检测策略[D]. 王雨霏. 浙江大学, 2021
  • [2]汽车悬架机械阻抗不变点动力学与控制研究[D]. 陈强. 吉林大学, 2021(01)
  • [3]基于多物理场耦合模型的磁流变阻尼器优化设计及动力学性能研究[D]. 邓英俊. 华东交通大学, 2021(01)
  • [4]车辆半主动悬架控制系统开发及优化控制方法研究[D]. 孟金. 吉林大学, 2021(01)
  • [5]深水串联浮筒锚泊系统动力特性及运动响应[D]. 闫俊. 大连理工大学, 2020(01)
  • [6]基于减缩技术的整车振动建模方法研究与应用[D]. 谢庆喜. 湖南大学, 2020
  • [7]能量路由器中大功率高频变压器建模与设计[D]. 张珂. 东南大学, 2020(01)
  • [8]电阻抗肌动描记术测量与建模新方法研究[D]. 张甫. 湖南大学, 2020
  • [9]直线感应电机全解耦二自由度无速度传感器控制研究[D]. 佃仁俊. 华中科技大学, 2019(03)
  • [10]结合晃荡影响的浮体弱刚性系泊研究[D]. 余阳. 中国石油大学(北京), 2019(01)

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一类非线性系统对正弦激励响应的计算方法
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