简介：伸出织物表面的短、粗纤维末梢是产生贴身纺织品针刺感的主要原因，本质是纤维末梢刺扎并诱发皮肤伤害性机械刺激感受器．通常基于固定-铰接约束条件下弹性压杆轴向压缩稳定性理论，计算纤维末梢的临界压力判断这种感受器的诱发可能性．然而，这种方法忽略了织物握持纤维末梢的强度、纤维末梢接触皮肤的滑动阻力及其柔韧性特征．本文以伸出织物表面的直立纤维末梢为对象，假设其织物握持端为线弹性转动约束、另一端受皮肤的接触反作用力和滑动阻力作用，建立纤维末梢刺扎人体皮肤的弯曲变形力学模型．通过参数化模拟，本文比较分析了纤维末梢在弹性-支撑约束和固定-铰接约束条件下的弯曲变形行为．研究发现，纤维末梢在弹性-支撑约束条件下的弯曲力学行为才能解释其刺扎皮肤产生的大多数力学现象及针刺感现象．

简介：以一种平面三自由度可控挖掘机构为例，运用拉格朗日方法建立了机构的刚体动力学模型，求解得到了各主动杆的系统广义力；进而针对其半闭环控制系统的控制策略进行研究，基于机构驱动元件．交流控制电机及其驱动器的数学模型，运用模糊算法设计了一种模糊-PID双模控制器并对其进行仿真分析．结果表明：基于模糊算法的控制器在超调量、调节时间、上升时间和抗干扰能力等方面均具有较好性能，满足系统的控制要求．

简介：首先定性分析了生态植树机的总体设计原则,随后对生态植树机松土机构悬挂系统采用线修正逼近理论--牛顿-罗夫森(Newton-Raphson)法作了运动分析.最后运用MATLAB对所讨论的问题进行了仿真.本文有助于设计者在正式生产前对其开发的产品样机机构的运动特性、结构特性有更清晰的认识,以提高产品开发的成功率.

简介：为了更快速、高效地确定含润滑铰间间隙对机构动态特性的影响,文中建立了一种新的计算思路.首先,通过理想机构与含间隙机构的运动学模型求出间隙力,进一步把间隙力以主动力的形式带入动力学方程,得到机构的相应动态特性.然后,以含间隙与润滑的曲柄滑块机构为例,基于二状态接触模型与流体润滑模型,对比分析该模型与干摩擦模型,来进一步验证该方法的正确性与可行性.Simulink仿真数据表明,文中建立的模型能有效地抑制机构的振动,动态特性更接近于理想模型,符合实际情况.

简介：样品抓取与转移过程是深空探测的关键环节及必须的技术手段.本文研究了平行多连杆样品抓取机构捕获样品采集器并将其转移到指定位置的动力学过程,建立了动力学方程,并通过adams软件建立了计算模型,对整个动力学过程进行了详细的分析,对后续工作的研究和设计提供了支撑.

简介：为了满足空间探测任务的要求，需采用轻质的伸杆机构支撑各类探测载荷远离卫星本体以避免平台剩磁对空间测量信息的干扰，而挠性伸杆的弹性振动会耦合影响到卫星本体，从而降低卫星本体的姿态控制精度．考虑到挠性附件振动的复杂性及其对航天器本体的耦合影响，采用最优指令整形抑制挠性伸杆的低阶模态振动，并在本体控制中设计自适应扰动抑制滤波器进一步抵消挠性伸杆的残余振动对本体的干扰作用．仿真结果表明，此复合振动控制方法可显著的提高此小卫星的姿态控制精度．

简介：为了模拟空间的分离过程,在地面上研制了具备五自由度的大型缓冲试验台,以此研究在对接分离过程中运输飞船和空间站相对分离速度、姿态角及姿态角速度等的变化规律.本文建立了地面环境及空间零重力环境两种状态下的理论分离模型,对比了两种状态下的分离过程和结果;同时还建立了两种状态下的全数值样机仿真模型,依据某工况下的试验条件,计算分析了运输飞船和空间站在分离过程中的运动特性.从理论和数值仿真两方面阐述了缓冲试验台在模拟分离时的情况,论证了利用缓冲试验台模拟空间状态下两飞行器分离过程的有效性.

简介：研究系统存在不确定性的大柔性飞行器的姿态跟踪控制问题.针对高阶大柔性飞行器模型,使用平衡实现方法对其降阶,并通过奇异值对比分析系统降阶前后特性.基于降阶模型,设计LQR-PI控制器作为基线控制器.考虑不确定性,利用李雅普诺夫稳定性理论设计模型参考自适应控制器,并对比两种方法的控制效果.仿真结果显示,所提方案对包含不确定性的系统具有较好的控制效果,能使系统完成期望的姿态跟踪目标.

简介：利用哈密顿系统生成函数的性质求解LQ终端控制问题，并给出了相应的数值方法．针对现有文献中此类问题的最优控制律在终端时刻存在无穷大增益的情况，利用第二类生成函数的性质求解哈密顿系统两端边值问题并构造了无终端奇异性的时变最优控制律．然后根据哈密顿系统状态的正则变换性质导出了求解生成函数系数矩阵微分方程和计算时变控制律的矩阵递推格式．最后用所提出的方法研究了以能量均衡消耗为约束条件的卫星编队重构问题，设计了符合要求的闭环控制系统并给出了数值仿真结果．

简介：研究了Lufie广义系统基于状态观测器的控制器设计问题．通过使用Lyapunov稳定性理论，线性矩阵不等式方法，分别给出了状态反馈控制器和观测器的设计方法，并建立了分离原理，进而得到了基于观测器的控制器设计方法．所得结论对广义系统理论本身的发展和实际应用都有非常重要的意义．最后给出了仿真实例．

简介：利用遗传算法研究了一类切换规则只由状态决定的切换系统的控制器优化设计问题．首先由线性矩阵不等式（LMI）来设计切换控制器，然后应用遗传算法来对切换规则进行优化．优化后的切换规则不仅可保证闭环系统渐近稳定，而且具有良好的动态性能．将本文提出的方法应用在小车倒立摆控制系统上，仿真结果表明了本文设计方法的有效性．

简介：为了设计结构复杂、性能优越的多涡卷混沌系统,采用理论分析和数值仿真的方法,通过设计一个连续非线性函数,建立了三阶Chua系统的单方向与网格多涡卷吸引子模型.在Matlab平台上,通过吸引子相图、最大Lyapunov指数、分岔图和Poincaré截面等方法,分析了多涡卷Chua混沌系统的动力学特性.研究结果表明,多涡卷Chua混沌吸引子具有丰富的动力学特性,仿真结果与理论分析一致,表明了多涡卷Chua混沌系统设计方法的有效性和设计模型的正确性.

简介：针对大展弦比机翼水平弯曲模态参与耦合颤振问题,首先用考虑几何非线性的颤振分析方法研究了某大展弦比机翼的颤振特性,结果表明水平一弯模态参与耦合降低了机翼传统模式的线性颤振速度;然后研究了复合材料的铺层主刚度方向角对机翼非线性振动特性和颤振特性的影响规律,提出了大展弦比机翼非线性颤振剪裁设计的新方法.结果表明主刚度方向角的变化主要引起了水平一弯模态振型的改变,一般表现为主刚度方向角从机翼后梁向后缘偏转,该阶模态的相对扭转振型节线位置向前缘移动;反之,该节线位置后移.进一步非线性颤振分析,发现水平一弯模态振型的变化引起了该阶模态参与耦合颤振速度的明显改变,主要表现为该颤振型的颤振速度随该阶模态的相对扭转振型节线位置前移量的增加而增大.通过两个算例验证了结论的正确性.

简介：提出了一个馈能式主动控制系统的设计方案,首先给出了一种馈能式主动控制的电机作动器的驱动方式,使得作动器能够在三种工作模式下进行功能切换.其次,分析了三种模式的工作时间比与能量平衡之间的关系,给出了能够实现能量平衡的基本条件,并得到了系统达到能量平衡的条件.最后,通过一个馈能式主动控制系统设计的算例验证了方法的可行性.仿真结果表明,该主动控制系统能够有效降低振动激励的干扰,并且能够达到能量平衡,即不需要外部的能量供给.

简介：为研究权衡结构刚度与低阶振动频率的飞行器升力面最优结构设计,提出两种多目标拓扑优化方案（约束法、结合约束法与评价函数法）.基于变密度方法,在约束法方案中将多目标优化转化为设定参考点位移约束和低阶振动频率约束下,求解结构质量最小化的优化问题.在结合约束法与评价函数法方案中,定义组合柔度指数为评价函数（结构柔度与振动频率的函数）,将多目标优化转化为设定低阶振动频率约束和体积分数约束下,求解结构最小组合柔度指数的优化问题.结果表明两种方案的优化结果具有一定的相似性,各有所长.优化设计不仅减轻了升力面结构重量,而且提高了结构的一、二阶振动频率.

简介：在辛体系下利用精细积分对矩形波导纵向排列介质层PGB结构进行分析的基础之上，用响应面方法对滤波器进行了优化设计．采用棱单元对波导的横截面进行离散，然后导向哈密顿体系，运用基于黎卡提微分方程的精细积分求出一段介质层和一段空气层的出口刚度阵，再将两区段合并得到一个周期段的出口刚度阵，从而可对所有周期进行合并以对问题求解．在分析的基础上建立了滤波器的优化设计模型，利用响应面方法将目标函数和约束函数近似显式化，运用二次规划法对优化模型进行求解，得到了滤波性能最优的设计参数．算例表明本文方法是可行有效的．

简介：建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计方法．首先考虑自然风的脉动特性，采用Cooper理论和谐波叠加法模拟随车移动点的脉动风速，给出随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法．然后建立高速列车车辆系统动力学模型，计算高速列车的运行安全性，并基于可靠性理论，给出随机风作用下高速列车失效概率的计算方法．在此基础上，以高速列车动力学参数为优化设计变量，以失效概率和轮轴横向力为优化目标，采用多目标遗传算法NSGA—II进行动力学参数的自动寻优，建立随机风作用下高速列车动力学参数的可靠性优化设计模型．经可靠性优化计算，高速列车的失效概率由原始的0．4884降低为0．1406，轮轴横向力由原始的45．13kN降低为43．01kN．通过优化高速列车动力学参数可以显著改善随机风作用下高速列车的运行安全性．