为了研究动力学参数对双足机器人步态的影响,以被动步行平足机器人为研究对象,基于拉格朗日方法和角动量守恒定律,建立系统动力学方程并进行了数值仿真。通过极限环阐述了平足机器人的周期步态;利用分岔理论分析了脚掌、脚跟、质心位置、质量比和斜面角度对平足机器人稳定步态的影响;使用点映射在二维参数空间中追踪了平足机器人的动力学行为。结果表明,平足机器人的能量损耗主要发生在摆动腿与斜面碰撞时;随着脚跟、质心位置、质量比的变化,平足机器人步态出现逆倍周期分岔现象,且平足机器人对脚跟长度、质心位置的变化十分敏感;同时,通过平足机器人在二维参数空间中维持稳定步态的动力学参数组合,以及不同足形对机器人全局稳定性的影响,证明了足形对双足机器人稳定行走的重要性。研究成果为双足机器人的结构设计、节能控...

模态耦合是摩擦引起系统自激振荡的主要不稳定性机理之一。针对此类问题，构建了两自由度非线性质量，传动带系统。首先，通过劳斯判据分析系统的稳定性，给出了计算Hopf分岔点的数学表达式以及系统参数改变时分岔点和特征值分岔图的变化状态。其次，将扩展谐波平衡法加以利用和延伸，得到了自激振荡系统极限环幅值的解析解，进而研究了系统外界参数和结构参数变化对极限环幅值的影响。外界参数（带速和摩擦系数）变化可造成极限环幅值的规律性变化，而结构参数（阻尼比和固有频率）的改变会引起极限环幅值复杂的动力学行为。研究方法及结果可为机械系统结构设计和减振等方面提供理论分析参考。

针对大型民用飞机复杂机翼-副翼系统,利用双协调动态子结构法建立了缩比三维机翼-副翼带间隙操纵面颤振分析模型,得到非线性气动弹性方程,并分别在频域及时域内建立了求解方法在频域内,利用谐波平衡法进行求解,通过引入间隙刚度的描述函数及相对舵偏振幅,建立了可利用V-g法进行颤振计算的方案;在时域内,利用有理函数拟合和时域推进法进行数值仿真,得到了与频域法结果相吻合的操纵面颤振极限环振荡特性规律。对三维矩形机翼模型开展风洞试验,揭示了间隙对操纵面颤振特性间的影响间隙非线性使系统出现极限环振荡并使系统振荡发散风速明显降低。

间隙结构的气动弹性系统非线性颤振问题是飞行器气动弹性力学工程领域的研究热点和难点,研究考虑间隙非线性的控制舵系统的气动弹性特性具有重要意义。基于最小状态拟合方法获得时域降阶气动力模型,并通过Lagrange方程获得系统非线性气动弹性方程;对比分析三种不同非线性控制舵系统的极限环颤振及非线性动力学响应特性,并与等效线化法和时域仿真的结果进行一致性对比。结果表明:俯仰和扑动弹簧刚度的变化对系统颤振边界有显著影响,当俯仰和扑动两个方向同时含有间隙非线性时,系统在线性颤振速度内存在倍周期、混沌等复杂非线性动力学现象。

针对机电伺服系统在低频模态负载状态发生极限环结构谐振现象进行机理分析,辨识负载效应模型,针对性进行避免极限环结构谐振的试验,并对试验效果进行分析。仿真和试验结果表明,该方法能使系统负载谐振频率得到提高,极限环结构谐振现象消失,显著改善伺服系统的动态性能。

液压混合动力做为新型混合动力系统,以液压蓄能器为储能元件,通过液压泵/液压马达实现蓄能器中液压能与车辆动能之间转换,具有能量转换密度大、转换效率高的特点。目前,液压混合动力技术已逐步应用于汽车动力系统,国内外研究者通过极限环理论对液压混合动力汽车系统的动态特性进行了大量分析研究。该文根据液压混合动力汽车的系统原理图建立其数学模型,并通过极限环理论对平衡点的稳定性进行研究分析。该研究对提高液压混合动力汽车的稳定性具有重要意义。