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期刊信息/Journal information
动力学与控制学报
动力学与控制学报

赵跃宇

季刊

1672-6553

dlxykzxb@hnu.cn

0731-88822722

410082

湖南省长沙市湖南大学逸夫楼203室

动力学与控制学报/Journal Journal of Dynamics and ControlCSTPCD
查看更多>>本刊是一般力学学科的学术性刊物，它遵循理论与实际并重、理论研究与工程实际紧密结合的方针，主要刊登该学科各个分支及其相关领域具有创造性的、能够反映学科水平的理论、实验和应用研究论文，并适量刊登综述性专题论文，以促进科学的发展。读者对象主要为从事动力学与控制以及相关工作的科研与工程技术人员、高等院校师生等。
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    应用符号距离场的不规则颗粒离散元数值方法

    杨校宇温童歌曾祥远
    1-9页
    查看更多>>摘要：提出了一种利用符号距离场(Signed Distance Field，SDF)检测颗粒间接触的不规则颗粒离散元仿真方法，用于分析不规则颗粒系统的动力学行为。不规则颗粒的接触检测是关键难点，论文粗检测阶段通过均匀网格法检索邻居颗粒;精细接触检测则应用SDF隐式函数描述颗粒的不规则外形，对颗粒表面生成的体素网格符号距离进行线性插值，高效提取颗粒间接触特征信息。利用颗粒塌落数值仿真与地面实验等工况的对比分析，验证了所提方法的有效性。

    不规则颗粒离散元法符号距离场接触检测

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    6R串联机械臂时间最优轨迹规划

    刘永徐鉴
    10-19页
    查看更多>>摘要：针对机械臂轨迹规划的时间优化问题，对6R串联机械臂的运动轨迹进行分析与研究。基于机器人的运动学特性，采用多项式插值构造运动轨迹，同时融合粒子群优化思想，提出了一种时间最优轨迹规划方法。利用旋量理论构建机械臂的运动学模型，采用五次多项式曲线在关节空间中构造关节运动轨迹，以最小化运行时间为优化目标，采用改进型PSO算法求解出最优时间序列，从而完成轨迹的优化。在算法参数设置中，采用自适应惯性权重因子和动态学习因子策略改进标准的粒子群算法，提高了算法的搜索速度和全局收敛能力。以搬运工况为仿真实例，通过优化结果验证了基于改进的PSO优化算法和五次多项式函数的规划方法的有效性。结果显示，该方法能够保证机械臂各关节角的运动学变化曲线连续平滑无突变，并使运行时间从7。2 s减少至6。64 s，整体运行时间较优化前提升了约8。43%，有效地提高了机械臂的运行效率与平稳性。

    机械臂轨迹规划五次多项式时间最优粒子群算法

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    基于改进鲸鱼优化算法的主动悬架控制策略

    李登科冯晶晶王忠玉孙睿翎...
    20-27页
    查看更多>>摘要：汽车主动悬架一直是汽车悬架控制领域的研究热点，而主动悬架中控制器的选取以及相关参数的设定决定了主动悬架的优劣。针对控制器相关参数如何快速、准确地对真实路面情况进行自适应调整问题，本文对鲸鱼优化算法进行改进作为Smith-PID控制器参数调整算法，设计了一款基于改进鲸鱼优化算法参数自整定PID控制器。该悬架结合悬架动挠度、车身垂向加速度和车轮动位移等指标建立综合评价指标反馈给改进鲸鱼算法对控制器的参数进行实时整定。为了验证该控制器的有效性，本文建立了主动悬架系统仿真模型和被动悬架、两类典型的主动悬架进行了对比。仿真结果表明，本文提出的控制器能明显改善车辆平顺性，提高车辆的平稳性和乘坐舒适性。

    主动悬架鲸鱼优化算法PID控制Simulink仿真

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    考虑热膨胀效应的燃料棒热力耦合模型及动力学稳定性研究

    李朋洲张宇乔红威徐建军...
    28-37页
    查看更多>>摘要：高温气体反应堆燃料棒面临较大的轴向温度梯度，芯块传热一方面会改变燃料棒材料属性，另一方面气体在热源影响下具有显著的热膨胀性，导致燃料棒的流固耦合机制更为复杂。为探究在高温、高速轴向流气体激励下燃料棒的动力学稳定性，求解了燃料棒包壳的空间温度分布，推导了燃料棒热力耦合控制方程。由系统Jacobi矩阵特征值分布明确了燃料棒的失稳边界，获取了最大热源线功率密度、入口温度和热膨胀性等对燃料棒第一临界失稳质量流量的影响规律。结果表明，当不考虑气体热膨胀性时，最大热源线功率密度几乎不影响燃料棒第一临界失稳质量流量，且入口温度越高，第一临界失稳质量流量越低;当考虑气体可热膨胀性时，最大热源线功率密度和入口温度均与第一临界质量流量呈负相关。不考虑气体热膨胀效应将高估燃料棒第一临界质量流量，使结果不保守。

    高温气体反应堆燃料棒动力学稳定性热力耦合气体热膨胀

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    正负刚度并联悬架系统的阵发与激变动力学

    石升建刘润苏晗张文...
    38-46页
    查看更多>>摘要：基于空气弹簧和负刚度弹簧并联的刚度系统，建立单自由度1/4车辆悬架模型。根据延拓打靶法对悬架系统的周期解进行追踪并依据Floquet理论判断其稳定性，利用胞映射原理绘制出系统随参数变化时吸引子的吸引域，分析吸引域在不同参数下的演变过程。结果表明:悬架系统在周期激励下会发生鞍结分岔、周期倍化分岔等局部分岔行为;揭示了系统由周期解转变为混沌状态的路径主要为与鞍结分岔相关的I型阵发;不稳定周期轨道与混沌吸引子碰撞时系统会产生的边界激变、内部激变等动力学行为，致使混沌吸引子发生消失、变大。

    车辆悬架胞映射阵发性分岔激变

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    含时滞电磁悬浮系统的Smith预估线性自抗扰控制研究

    万成麒冯洋赵春发舒瑶...
    47-57页
    查看更多>>摘要：主动电磁悬浮系统中的时滞显著影响磁浮列车运行稳定性和乘坐舒适性，是电磁悬浮型磁浮列车提速改造需要重点关注的问题。采用Smith预估器对电磁悬浮系统的时滞进行补偿，同时引入线性自抗扰控制器(LADRC)，将预估时滞与实际时滞的误差作为内部扰动进行估计和补偿，提出了具有时滞补偿和自抗扰功能的Smith-LADRC悬浮控制方法。然后，开展磁浮车辆垂向动力学仿真分析，比较了采用PID、LADRC、Smith-PID和Smith-LADRC控制算法时磁浮车辆稳定悬浮的时滞阈值，验证了Smith-LADRC悬浮控制器具有更强的时滞补偿能力和抗干扰能力。最后，研究了Smith-LADRC悬浮控制器参数对磁浮车辆动力学性能的影响，综合权衡时滞稳定裕度和悬浮间隙波动幅值，给出了LADRC控制器带宽、观测器带宽和控制器增益的优选范围。

    磁浮列车电磁悬浮时滞系统Smith预估器自抗扰控制

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    树形分叉压电振动俘能结构设计及实验验证

    邓王蒸秦卫阳李琦贺祺钊...
    58-64页
    查看更多>>摘要：对于实际环境中的宽频弱激励振动能量，传统的压电俘能结构效率不高。本文针对这种弱基础激励，为了提高俘能效率，设计了一种树形分叉倒立梁结构，梁的根部粘贴了压电材料，结构在基础激励下可以产生大幅振动与输出。首先分析了结构的振动特性，然后开展了实验研究。由研究结果可以看出，在水平宽频随机激励下，梁的振动可以产生比较大的电能输出。其次，在此基础上对结构进行了改进，在中梁自由端增加了质量块，利用其惯性力激励俘能器产生更大的输出。实验结果表明，改进后的结构在弱随机激励下电能输出可以大幅提高。当激励功率谱密度PSD为0。045 g2/Hz时，在尺寸为20 mm×10 mm×2 mm的压电片上，电能输出的RMS功率可以达到61。72 μW，是未改进结构的2。32倍。

    宽频激励能量收集分叉梁压电材料输出功率

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    一种空间无人平台的LPV鲁棒姿态控制方法

    蔡赫冯笛恩胡博余威...
    65-71页
    查看更多>>摘要：针对携带转动挠性太阳帆板的空间无人平台姿态控制问题，提出了一种基于输出反馈的线性变参数(LPV)鲁棒姿态控制方法。首先以太阳帆板转角作为调度参数，建立空间无人平台姿态动力学LPV模型。将二次型控制指标上限作为优化指标，考虑了实际工况中姿态控制信号输入受限、输入变化率受限以及挠性振动难以观测的情况，通过线性矩阵不等式(LMI)方法求解得到了随帆板转角调度的LPV输出反馈控制器。所求得的控制器无需挠性振动信息，以平台姿态角和姿态角速度作为反馈信号，能够在帆板转角大范围变化的情况下保持平台姿态的鲁棒稳定性，同时有效抑制帆板的挠性振动，具备较好的参数适应性和抗干扰能力。最后，用数值方法对所提出的空间无人平台LPV姿态控制方法进行了验证。

    空间无人平台姿态控制线性变参数鲁棒控制输入受限

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    一个具有共存吸引子的混沌系统分析及电路设计

    吕恩胜
    72-81页
    查看更多>>摘要：为了产生共存吸引子，通过在Chen系统的第一个方程加入1个乘积项，使得每个方程都有1个非线性项，构建了一个新的Chen系统。Matlab仿真表明，新的Chen系统不仅存在多种类型的共存吸引子现象，还有逆倍周期分岔现象，含有丰富的混沌动力学行为。为了让新的Chen系统更好地应用，设计了模拟器件电路和STM32数字电路，电路数值仿真和物理实验一致。

    混沌系统共存吸引子混沌电路电路仿真

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    公铁两用非对称矮钢塔双层桁架梁斜拉桥抗风性能研究

    姜贺冯亚成
    82-90页
    查看更多>>摘要：为研究主跨(84+144+228+240+300+120+60)m的矮塔钢桁梁斜拉桥在设计风速下的抗风性能，选择风洞试验作为主要研究方法，通过节段模型试验和全桥气弹模型试验，对济阳黄河大桥成桥状态和典型施工状态的风荷载及风致响应进行测试，并与桥梁抗风规范进行对比。弹性悬挂节段模型测振风洞试验结果表明，该桥主梁的颤振性能和涡激共振性能均满足抗风安全要求;而全桥试验结论则发现，在0～110 m/s的风力区域内，未观测到主梁颤振和涡激振动现象，也未发现静力失稳情况，且主梁位移响应满足了安全要求和舒适性要求，大桥的抗风性能得到了进一步验证。钢桁架桥的抗风试验研究为设计提供了充分的检验依据，可以供类似的钢桁架工程参考。

    公铁两用桥斜拉桥设计风洞试验抗风性能风致振动

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