MATLAB的力矩马达的非线性数学建模

随着机电系统的复杂程度和控制要求不断提高,需要运用控制效果更高的控制算法设计控制器,这就必然需要知道系统模型。针对工程对象普遍含有的非线性,对模块化非线性系统建模进行研究。利用正交基辨识法对输入非线性模型(hammerstein-型)进行建模,对于正交基函数的获取进行改进,对输入输出数据的特殊处理,利用输出信号恢复中间变量,再利用最小二乘法得到模型参数,仿真结果表明了方法有效性。

索结构因其轻、柔及高强度等特性被作为受拉构件广泛应用于工程领域.一方面,环境载荷激励下索结构产生了复杂的大幅动力响应,给结构带来危害;另一方面,索结构是一个同时含有平方和立方非线性的典型力学系统,具有非常丰富的非线性动力学行为.因此,索动力学的研究受到了工程界和力学界的广泛关注,产生了大量的研究成果.本文尝试从索结构动力学建模、非线性内共振分析、支座运动激励下的索动力学以及复杂环境载荷作用4个方面对索动力学研究进行总结,并讨论目前研究的局限性.

索结构因其轻、柔及高强度等特性被作为受拉构件广泛应用于工程领域.一方面,环境载荷激励下索结构产生了复杂的大幅动力响应,给结构带来危害;另一方面,索结构是一个同时含有平方和立方非线性的典型力学系统,具有非常丰富的非线性动力学行为.因此,索动力学的研究受到了工程界和力学界的广泛关注,产生了大量的研究成果.本文尝试从索结构动力学建模、非线性内共振分析、支座运动激励下的索动力学以及复杂环境载荷作用4个方面对索动力学研究进行总结,并讨论目前研究的局限性.

永磁直流力矩电动机空载转速非线性分析

在许多常见的电液振动台仿真模型中,都将伺服阀假设为线性或忽略其开口-频响动态特性,这样构造的仿真模型在处理离心场下的地震波再现时将存在明显的高频段失真现象。以matlab/simulink软件为工具,重点设计了能够体现开口-频响非线性动态特性的伺服阀仿真模型,完成了电液振动台的建模,并通过仿真验证了该模型的有效性。

球形腔聚焦换能器是一种特殊形式的聚焦换能器。为理论证实球形腔聚焦换能器能突破传统超声聚焦在聚焦精度和聚焦增益上的限制,采用westervelt非线性方程并结合时域有限差分法,建立了球形腔聚焦换能器的非线性声场的数值模型。数值计算了直径为120mm的0.6mhz球形腔聚焦换能器的非线性声场,并与传统球壳形聚焦换能器进行了对比。当激励声压为100kpa时,球形腔聚焦换能器与同尺寸壳形聚焦换能器相比,焦点正声压增益提高约8.5倍,且焦域精度更高,-6db聚焦区域在z方向减小约20倍,达到次波长尺度。研究表明球形腔聚焦换能器在高强度聚焦超声精细治疗上具有潜在的应用前景。

以非线性弹性地基上中厚矩形板为研究对象,探讨了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力特性.根据reissner中厚板理论,建立了非线性弹性地基上具有传力杆的四边自由中厚矩形板的非线性静力控制方程,构造了一组满足全部边界条件的试探函数,并运用伽辽金法求解该组非性方程.根据数值计算的结果,讨论了中厚矩形板结构参数、地基参数及传力杆参数对非线性弹性地基上具有传力杆的中厚矩形板的非线性静力特性的影响.

研究认为增加钢煤斗的厚度可以减小钢煤斗的应力,但是对矩形钢煤斗研究较少。采用有限元软件ansys,通过添加表面效应单元的方法解决荷载施加的问题,并在考虑材料几何双非线性情形下研究矩形钢煤斗在不同厚度时的受力性能。研究表明厚度增加不会改变其最大mises应力。

横向推力单桩的动力非线性分析——在考虑了土的自重产生的围压对土极限承载力的影响后，利用mohr-coulomb屈服准则得到了土的极限承载力沿深度的变化关系，并采用双曲线函数来描述这一关系。在对几种p-y曲线的特性进行探讨后，建议采用双曲线函数p-y曲线，再由p...

通过模型试验研究了斜腹板钢箱组合连续梁中间支座处负弯矩区的非线性力学性能.测试了在不同荷载作用下沿纵向各部位的变形、不同截面的应变分布、混凝土板的裂缝分布、钢与混凝土之间的相对滑移以及整个结构的极限承载力等.试验表明,试件在加载初始阶段呈现线弹性,但由于混凝土裂缝较早出现,试件在大部分的加载过程中表现为非线性特征;此外,混凝土中钢筋配筋率对斜腹板钢箱组合梁受力的影响显著,配筋率较少时组合梁在混凝土开裂后刚度降低很快,并使得钢梁较早屈服,而配筋率适当的斜腹板钢箱组合梁表现出了较好的力学性能.试验结果与现行组合梁设计方法对比分析表明,规范规定采用简化折减刚度法计算斜腹板钢箱组合梁的整体变形是安全可行的,以混凝土裂缝宽度为0.2mm对应的承载能力作为斜腹板钢箱组合梁正常使用状态下的承载力具有较大的安全储备.

磁流变液执行器通过控制输入电流控制输出力矩,精确地确定输出力矩和输入电流之间的关系是关键.提出了一种新的包含磁滞特性的分段线性力矩-电流模型,导出了基于bingham塑性模型的圆筒式磁流变液执行器的力矩公式,研究了铁磁物质和磁流变液的磁特性.实验表明磁流变液执行器的力矩和电流之间存在磁滞,二次多项式模型、分段线性模型和实验数据比较的结果证明了分段线性模型的有效性.

介绍具有材料非线性的梁单元和剪力墙单元.单元刚度集成采用了8点高斯积分,既保证了精度又保证了计算效率.梁截面力学特性的计算中采用高斯点积分替代通常的非线性单元集成的纤维束集合,适当减少了计算次数.在线性壳单元的模式下结合剪力墙的构造和受力特点建立起一种非线性墙单元.墙单元的每个高斯点近似考虑了双向应力作用,以满足混凝土在双向应力作用下的强度变化.

运用ansys有限元分析程序对一种新型保温承重结构体系——保温墙模带缝剪力墙体系进行非线性分析。通过建立合理的力学模型,分析了不同剪跨比带缝剪力墙在水平荷载作用下的破坏模式、骨架曲线及刚度退化等方面的特点和规律,同时对比分析了带缝剪力墙与传统剪力墙的抗震性能。分析结果表明:开缝剪力墙刚度降低,延性增加,进而可以提供更大的变形能力,以上结论可为此种新型体系的安全设计和工作性能评价提供依据。

运用量化记忆模型,将土工建筑物的动力真非线性分析中滞回圈上任意点的塑性模量映射为简单的分段线性关系,通过量化记忆和插值计算无量纲距离δ,进而确定塑性模量,从而使土工建筑物的动力真非线性分析简单易行。量化记忆(以下简称sm)模型先以弹塑性理论为基础,将单调加载情况下的应力-应变曲线的非线性剪切模量映射为量化模量在几何空间上的分段线性分布,再以masing准则为基础,在循环加载情况下,对这种简化的几何分布进行变化调整,使其生成非线性变化的剪切模量。将非线性问题转化为线性问题进行处理,大大简化了非线性计算的复杂性。通过对某筑坝爆破料动力三轴试验曲线的拟合,可以看出量化记忆模型能很好地模拟土的滞回特性。

大坝基础的非线性数值模拟——在对大坝的非线性特性进行数值分析时，出现的困难可能难以觉察。对此必须引起高度重视，并加以慎重处理。对如何用新方法———稳定的有限元公式处理模拟不可压缩的或膨胀的土壤和岩石时产生的典型问题———体积固定（volumetric...

分析了钢支撑的滞回曲线特征和破坏机制,提出了钢支撑非线性模型的模拟方法,并对现象学模型、塑性铰模型和有限元模型的概念及特点进行了论述,以根据不同的建筑规模,选择合适的钢支撑恢复力模型。

巷道／隧道围岩非线性流变数学力学模型及其初步应用——研制了三轴巷道／隧道围岩流变试验台，并进行了多年的试验观测。从岩石长期强度的衰减特征和岩石的应变能守恒原则出发，建立了非弹塑粘性元件组合模型的岩石非线性流变数学力学模型，在此基础上建立了巷...

张力结构的非线性有限元分析——张力结构中的索结构分析通常采用非线性二节点直线或二次曲线单元．但是在大跨度索结构，尤其是索穹顶结构的分析中，常用的单元已不能满足精度的要求本文提出了考虑自重作用下有初始垂度的五结点非线性空间曲线元模型，放弃了一...

进行适用于空间微环境的磁悬浮六自由度隔振系统动力学研究,设计磁悬浮隔振平台结构,借助有限元软件分析振源中隔振平台定子模态;分析磁悬浮隔振平台不同扰动力作用下系统耦合非线性特性,建立面向控制的非线性动力学模型;通过仿真研究系统对不同激励扰动下的动力学响应。该研究为控制算法设计提供理论基础及依据。

针对超磁致伸缩微位移驱动器(gma)的非线性迟滞特性,通过密度函数法和f函数法建立gma的两种preisach数值模型,仿真和试验表明f函数法对滞回曲线的预测效果优于密度函数法。为将preisach数值模型应用于gma的实际控制系统,提出一种preisach实时数字补偿算法,建立基于preisach前馈补偿的pid控制模型,分别采用开环、普通pid和带preisach前馈补偿的pid三种控制器对gma的位置跟踪和轨迹跟踪两种控制问题进行试验研究,结果表明带preisach前馈补偿的pid控制器可显著提高gma的响应速度和跟踪精度,使gma在100μm量程内的位置跟踪和轨迹跟踪误差分别达到3μm、2μm。

土体非线性模型的分段切线模量研究——结合大量实验数据，基于原邓肯非线性模型，建立了土体达到抗剪强度之前分段切线模量的非线性模型，曲线包括向上弯折和向下弯折2种，均由两折线组成．硬化型曲线一般可用向下弯折的折线进行拟合，而软化型且剪胀比较明显的...

线性与非线性强度的坝坡稳定分析——对某高心墙堆石坝分别利用线性强度指标及非线性强度指标进行了坝坡稳定性计算分析，研究了两种强度指标下坝坡稳定性的差异。计算方法分别采用瑞典条分法和简化毕肖普法。计算结果表明：非线性强度指标计算得到的坝坡稳定安全...