张利娟
- 作品数：10 被引量：20H指数：2
- 供职机构：河北工业大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程语言文字一般工业技术更多>>
- 角度偏移对微机械陀螺系统响应特性的影响被引量：1
- 2019年
- 微机械陀螺敏感结构加工误差的存在使得微机械陀螺的弹性主轴和驱动/敏感轴不能完全重合,将导致信号出现误差。针对加工误差引起的角度偏移,即弹性主轴和驱动/敏感轴的不重合对微陀螺系统响应特性的影响进行研究。同时考虑系统的刚度非线性,基于拉格朗日方程建立了系统的动力学方程,利用平均法进行求解,得到了关于定常解的代数方程。利用同伦延拓方法研究了角度偏差对系统零偏、机械灵敏度和非线性度的影响。结果表明只有一个角度偏移时,随着偏移角度绝对值的增大,零偏和非线性度增加,机械灵敏度降低。当驱动和敏感方向同时有角度偏移时,两方向偏移角度相反时,零偏、机械灵敏度和非线性度随偏移角度大小的变化非常剧烈,而偏移角度相近时,偏移角度大小的影响较为平缓。给出了系统零偏和非线性度取极小值,机械灵敏度取极大值时,两个方向偏移角度的关系曲线,为工程中微陀螺敏感结构的修型提供了一定的理论依据。
- 张利娟李欣业张华彪
- 关键词：微机械陀螺零偏非线性度
- 一种弹性支撑双稳态压电能量俘获系统的动力学仿真分析
- 2019年
- 为了揭示双稳态能量俘获系统的复杂动力学行为及现象,针对弹性支撑下具有双稳态的压电悬臂梁能量俘获系统的动力学行为进行研究。首先基于能引发双稳态现象的磁力模型,利用牛顿第二定律以及基尔霍夫第一定律建立了基础作简谐运动时系统的数学模型。其次根据无量纲化后的控制方程,利用罗斯-霍尔维茨判据分析了平衡点的静态分岔。最后,利用Matlab数值仿真得出压电悬臂梁位移以及输出电压随系统参数和激励参数的变化规律和分岔图。结果表明,系统的幅频特性呈现为硬特性,但压电悬臂梁的振幅随质量比及刚度比的变化却呈软特性,即在某些参数范围内,系统的简谐周期响应发生分岔并导致混沌运动,系统的运动既可以发生在零平衡点附近,也可以发生在非零平衡点附近,甚至是在不同的平衡点之间作大幅跃迁。因此,相同参数下,系统具有双稳态时比单稳态时具有更丰富的运动形式,可明显提高系统的电压输出和响应频带。研究结果可为工程实际中如何优化振动能量采集器提供理论依据。
- 王康李欣业张利娟张华彪
- 关键词：非线性动力学分岔分析数值仿真
- 陀螺系统的受迫振动及其时滞反馈控制
- 张利娟李欣业张华彪
- 关键词：受迫振动非线性动力学平均法时滞
- 载体加速度对静电驱动微机械陀螺响应的影响分析被引量：2
- 2021年
- 载体的运动会导致微机械陀螺的响应发生变化,因而引起测量误差,甚至导致系统故障。针对载体运动对微机械陀螺响应的影响开展研究。考虑载体运动以及微陀螺的非线性支承刚度和非线性静电力,基于拉格朗日方程建立了系统的动力学方程。利用谐波平衡法结合留数定理求解了含分式非线性项的系统的周期响应,研究了载体加速度对系统响应特性的影响,发现驱动方向的载体加速度主要导致系统的灵敏度降低。检测方向的载体加速度除使得系统灵敏度降低,还会导致零偏,且零偏和加速度的大小成正比,但比例系数与驱动电压无关。驱动电压较小时,载体在检测方向较小的加速度对灵敏度和非线性度影响很小;而在驱动电压或者检测方向加速度较大时,系统的灵敏度急剧下降,且非线性度也发生了剧烈变化。
- 张利娟张华彪李欣业李欣业于涛
- 关键词：微机械陀螺
- 陀螺系统的受迫振动及其时滞反馈控制
- 本文对简谐激励下陀螺系统的受迫振动及其在含时滞的位移和速度反馈控制下的动力学行为进行研究。利用拉格朗日方程,建立了两自由度陀螺系统的运动微分方程。考虑主共振和1:1内共振的情况,采用平均法得到了平均方程。通过对平均方程进...
- 张利娟李欣业张华彪
- 关键词：受迫振动非线性动力学平均法时滞
- 文献传递
- 求解非线性振动周期解的参数延续打靶法被引量：2
- 2020年
- 高维非线性振动系统复杂周期解的计算是非线性的研究难点之一,传统解析方法求解过程复杂,局部延拓打靶法会在转折点处失效,限制了非线性理论在工程中的应用。本文将同伦延拓的思想和打靶法结合,形成参数延续打靶法,利用切向预估和垂直于切向的超平面的牛顿校正,使得打靶法在求解过程中顺利通过转折点。最后利用含外激励和阻尼的Duffing方程、转子系统碰摩两个算例,通过与谐波平衡法、龙格-库塔法结果的对比,说明本方法合理有效,且能够用于分析参数大范围变化时系统周期解的全局行为。
- 张华彪张利娟李欣业吴玉
- 关键词：周期解预估-校正法
- 二自由度电磁轴承转子系统的动力学分析
- 2021年
- 根据麦克斯韦电场理论得到的电磁力模型并结合PD控制理论,在差动激磁方式下建立了二自由度电磁轴承转子系统的动力学方程。基于多尺度法对泰勒展开后的方程进行摄动分析,求得了关于系统振幅和相位的平均方程。利用同伦延拓法对平均方程进行求解,得到了系统的幅频特性曲线,发现幅频特性曲线表现出明显的滞后现象,在升速和降速通过共振区域时都会发生跳跃,利用数值仿真对解析计算的正确性进行了验证。分析了电流及控制参数对幅频特性曲线的影响,研究表明共振区域的最大振幅及其对应转速随着电流的增大而增大,随比例系数的增大而减小。
- 陈淑婕李欣业张华彪张利娟
- 关键词：电磁轴承转子系统非线性动力学PD控制多尺度法数值仿真
- 基础水平运动的弹簧摆的周期解与稳定性被引量：5
- 2018年
- 针对基础水平运动的弹簧摆的非线性动力学响应进行研究,利用拉格朗日方程建立了系统的动力学方程.将离散傅里叶变换、谐波平衡法以及同伦延拓方法相结合,对系统的周期响应进行求解,避免了传统方法计算中使用泰勒展开引起的小振幅的限制,与数值计算结果的对比表明该求解方法具有较高的精确度.利用Floquet理论分析了周期响应的稳定性,给出了基础运动振幅和频率对系统周期响应的影响.研究发现:对应某些基础频率和振幅,系统的周期响应可能发生Hopf分岔;利用数值计算研究了Hopf分岔后系统响应随基础频率和振幅的变化,发现系统出现了倍周期运动、拟周期运动和混沌等复杂的动力学行为.研究表明系统进入混沌的主要路径是拟周期环面破裂和阵发性.
- 张利娟张华彪李欣业
- 关键词：弹簧摆周期解
- 微陀螺系统非线性动力学及其时滞反馈控制
- 本文针对微陀螺系统的非线性动力学行为及其时滞反馈控制进行了研究,具体工作如下:(1)利用拉格朗日方程,建立了微陀螺系统的运动方程,并考虑微陀螺系统运动的实际情况对运动方程进行了一定的简化。对系统自由振动的零解稳定性进行了...
- 张利娟
- 关键词：受迫振动非线性动力学平均法时滞
- 文献传递
- 陀螺系统的受迫振动及其时滞反馈控制被引量：11
- 2012年
- 对简谐激励下陀螺系统的受迫振动及其在含时滞的位移和速度反馈控制下的动力学行为进行研究。利用拉格朗日方程,建立两自由度陀螺系统的运动微分方程。考虑主共振和1:1内共振的情况,采用平均法得到了平均方程。通过对平均方程进行化简,得到关于系统振幅的分岔方程,分别讨论各个参数对系统振幅的影响。根据奇异性理论,分析参数变化对系统分岔行为的影响。对受迫陀螺系统施加含时滞的位移和速度反馈控制,讨论反馈增益和时滞对系统振幅的影响。
- 李欣业张利娟张华彪
- 关键词：非线性动力学时滞反馈控制分岔
