检索结果-南通市图书馆

作者：王俊杰青岛大学

学位级别：硕士

随着现代社会的高速发展,多智能体系统编队控制在军事、航天等多个领域展现了广阔的应用前景,逐渐成为了自动控制领域的研究热点。常见的多智能体系统,例如机械系统、船舶、飞机、无人飞行器、航天器等,它们的协调与编队控制问题已成为... 详细信息

随着现代社会的高速发展,多智能体系统编队控制在军事、航天等多个领域展现了广阔的应用前景,逐渐成为了自动控制领域的研究热点。常见的多智能体系统,例如机械系统、船舶、飞机、无人飞行器、航天器等,它们的协调与编队控制问题已成为人们日益关注的研究对象。但随着多智能体相关研究的深入,单个智能体方程的复杂程度提高,智能体个数增多,对数值算法的稳定性提出了更高的要求。广义-α方法是一种快速高效的微分方程求解方法,结合约束投影方法构成的广义-α投影法在步长较大时可以稳定求解,计算效率较高。本文建立多智能体编队控制动力学模型,研究广义-α投影法的控制效果和数值稳定性。本文首先建立了拉格朗日方程描述的多智能体编队控制动力学模型,由虚拟约束产生的力通过执行器作为控制力施加到系统上,使系统保持控制目标的约束。通过拉格朗日乘子法设计编队控制律,将动力学模型中描述运动的微分方程转化为带虚拟约束的微分-代数方程,给出求解多智能体编队控制问题的广义-α投影方法,并与R-K方法、Baumgarte方法进行对比,探究数值稳定方法在多智能体领域中的应用。然后针对两类典型多智能体的编队控制问题:海洋水面舰艇的低速补给编队问题和编队卫星构形保持控制问题,应用广义-α投影方法进行求解试验,并与四阶龙格-库塔法、Baumgarte方法及其它稳定性方法进行对比验证。实验结果表明,广义-α投影法能够精确控制多智能体编队构形,在初值有干扰时能够高效快速地求解,并且能够避免Baumgarte方法中参数的选择困难。将广义-α投影方法拓展到多智能体编队控制领域中,有助于多智能体控制科学的发展。

关键词：多智能体编队控制微分-代数方程广义-α投影方法约束力

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非线性动力学方程的L-稳定方法

非线性动力学方程的L-稳定方法

作者：尹延伟青岛大学

学位级别：硕士

非线性动力学是一门研究力与运动的复杂科学,涉及工程学、天文学、电磁学、生物科学等,模型方程构造原理复杂,涉及初边值问题,非线性程度高,求解难度大,对数值方法的稳定性提出了更高的要求。本文主要针对一般非线性动力学模型,应用L-... 详细信息

非线性动力学是一门研究力与运动的复杂科学,涉及工程学、天文学、电磁学、生物科学等,模型方程构造原理复杂,涉及初边值问题,非线性程度高,求解难度大,对数值方法的稳定性提出了更高的要求。本文主要针对一般非线性动力学模型,应用L-稳定数值方法进行求解。通过空间离散,将边值条件看作约束,引入拉格朗日乘子将非线性动力学模型转化为微分-代数模型,通过数值算例进行验证。L-稳定方法是一种求解格式简单,能较好保持数值稳定性的方法。该方法主要基于泰勒展开,在时间区间上构造一种数值求解格式,定义该格式的稳定性函数,根据欧拉定理与猜想,对其进行有理逼近,进而得到具有L-稳定性质的求解格式。将L-稳定方法应用于非线性动力学方程的求解,最终将带有边值条件的非线性动力学偏微分方程转化为非线性代数方程组,由牛顿迭代进行求解。通过改变节点数量、步长和仿真时长等因素,探究L-稳定方法的数值稳定性。针对两类典型的非线性动力学问题:梁振动问题和流体输运管道振动问题,应用L-稳定方法进行求解试验,并与微分求积法(DQ Method)、四阶龙格库塔法(RK4Method)及其它稳定性方法进行对比验证。实验结果表明,L-稳定方法适用于求解非线性动力学问题,求解精度高,能较好地满足边界条件,长时间求解也可以保持较好的稳定性。虽然L-稳定方法求解效率较低,但相比DQ法、RK4法,其可以在大步长下进行求解,弥补了计算效率问题,在边界处的数值求解稳定性较好。将L-稳定方法应用到其他非线性动力学问题的处理上,有助于非线性动力学学科的发展。

关键词：非线性动力学偏微分方程 L-稳定方法微分-代数模型

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非线性振动偏微分方程的离散变分方法

非线性振动偏微分方程的离散变分方法

作者：徐先宇青岛大学

学位级别：硕士

由于工程领域的日趋复杂,必须设计更为高阶稳定的数值算法来适应非线性振动偏微分方程求解的数值模拟要求。离散变分方法作为一种高精度的变分积分方法,在长时间仿真下可以保持各级约束的稳定性,对可变步长的差分运算,可以保持能量和辛... 详细信息

由于工程领域的日趋复杂,必须设计更为高阶稳定的数值算法来适应非线性振动偏微分方程求解的数值模拟要求。离散变分方法作为一种高精度的变分积分方法,在长时间仿真下可以保持各级约束的稳定性,对可变步长的差分运算,可以保持能量和辛结构守恒。本文针对一般非线性振动偏微分方程模型,首先采用微分求积法离散空间域,在时间域上构造离散变分方法,将两种方法进行综合,得到各指标微分-代数方程组。根据离散化力学中的变分机理,可以设计含有约束条件的离散化变分方法,先将约束方程的雅克比矩阵和Lagrange乘子添加到最小作用量中,再先离散化后变分得出含有约束条件的离散化Euler-Lagrange微分方程。离散变分方法在计算过程中将时间离散到每一时间区间的方程组中,使得上阶段的误差无法累积到下阶段的计算中,也因此避免了其它数值格式出现的误差累积等问题。所以,理论上离散变分方法有着保辛结构和保能量的特性。本文以梁振动偏微分方程、功能梯度梁振动偏微分方程以及流体管道振动偏微分方程三类方程为例,构造离散变分格式进行仿真,并将得到的数值结果通过图像与表格进行对比。结果表明,与传统的龙格-库塔方法相比,离散变分方法理论完善、所编出的程序通用性较好,是一种求解非线性振动偏微分方程的有效方法。

关键词：非线性振动偏微分方程离散变分方法稳定性

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多智能体分布参数系统动力学微分求积法

多智能体分布参数系统动力学微分求积法

作者：刘翔宇青岛大学

学位级别：硕士

随着网络通讯技术、计算机技术、传感器网络的发展,多智能体系统广泛应用于航空航天、深海探测、机器人仿真训练等各个领域。而传统的集中参数模型存在无法合理解决重要参数缺失、误差过大、收敛性难以分析等问题,分布参数模型虽然可以... 详细信息

随着网络通讯技术、计算机技术、传感器网络的发展,多智能体系统广泛应用于航空航天、深海探测、机器人仿真训练等各个领域。而传统的集中参数模型存在无法合理解决重要参数缺失、误差过大、收敛性难以分析等问题,分布参数模型虽然可以避免上述问题但其往往以较为复杂的偏微分方程呈现,描述的状态空间是无限维的,其状态变量、控制变量不仅是时间的函数,也包含着空间坐标的变化,传统数值计算方法难以求解。本文主要针对分布参数系统下的多智能体系统,研究动力学仿真计算的微分求积方法。微分求积法在求解域内将方程中离散点的导数值用各点处的函数值加权求和近似,然后进行求解。其数学原理简单,仅需少量节点便可获得较好的数据精度。本文给出微分求积法在拉格朗日插值基函数以及三角插值基函数下权系数矩阵的显式表达形式,然后分析几种常用的处理边界条件的方法,并给出了一种可应用于处理多智能体分布参数系统边界条件的拉格朗日乘子法。然后以基于Lyapunov方法控制和基于迭代学习控制的两种典型控制方法下的多智能体分布参数系统为例进行数值仿真,建立系统状态方程的微分求积公式,研究微分求积法在典型控制方法中二阶和四阶系统中的表现,并分析不同参数的选取如节点个数、节点分布、步长大小对多智能体分布参数系统的影响。仿真结果表明,在选择合适参数后,微分求积法可以进行快速有效的仿真。利用上述结论将微分求积法应用在柔性梁的主动振动抑制系统中,通过算例的仿真结果说明该多智能体分布参数系统符合控制律的设计预期,进一步说明了微分求积法应用在多智能体分布参数系统的可靠性和可行性,该方法的应用有助于多智能控制科学的发展。

关键词：多智能体系统分布参数系统一致性理论微分求积法数值仿真

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智能算法求解多体系统动力学微分-代数方程

智能算法求解多体系统动力学微分-代数方程

作者：张笑笑青岛大学

学位级别：硕士

随着计算机技术快速发展,多体系统动力学的研究在航空航天、车辆机械、机器人、军事等领域得到广泛应用。复杂机械系统的设计与优化需要多体系统动力学仿真提供动态分析,这就迫切需要高效稳定的建模方法及数值求解方法来求解多体系统动... 详细信息

随着计算机技术快速发展,多体系统动力学的研究在航空航天、车辆机械、机器人、军事等领域得到广泛应用。复杂机械系统的设计与优化需要多体系统动力学仿真提供动态分析,这就迫切需要高效稳定的建模方法及数值求解方法来求解多体系统动力学方程。本文主要针对多体系统动力学微分-代数方程求解问题,研究基于智能优化的求解方法。首先对于多体系统进行建模可以得到指标3微分-代数方程,然后将广义坐标和广义速度进行Lagrange插值,结合变量缩并方法和Gauss数值积分方法,可以将微分代数方程求解问题转化成求解最优化问题。传统优化方法很难求解非线性复杂空间的优化问题,智能优化方法是解决该类类优化问题的有效方法。模拟鸟群觅食的粒子群算法、模拟萤火虫群体活动的萤火虫算法、模拟生物遗传进化理论的遗传算法是几种比较典型的智能优化方法,其具有算法简单、无需导数信息、适应于复杂空间的特点。本文详细介绍了这三种方法的算法思想,并设计算法来求解微分-代数方程。通过对平面双连杆机械臂进行多体系统仿真实验,验证了粒子群算法、萤火虫算法和遗传算法在求解动力学方程中的有效性。其中对于优化变量过多导致优化结果不够精确的问题,为降低优化难度采用了变量缩并方法。实验结果表明本文方法既保持了约束又较好的保证了能量精度,并进一步说明智能优化算法在求解多体动力学问题具有较好的应用前景。

关键词：多体系统动力学微分-代数方程智能优化方法

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基于李群的多体系统动力学仿真

基于李群的多体系统动力学仿真

作者：李亚男青岛大学

学位级别：硕士

随着机械工程发展的日益复杂化,需要设计更加高效稳定的数值算法来满足系统动力学的数值仿真需求。李群方法通过特殊正交群描述物体姿态避免参数化表达带来的奇异问题,使得计算过程始终保持物体姿态固有的李群特性。本文采用李群方法建... 详细信息

随着机械工程发展的日益复杂化,需要设计更加高效稳定的数值算法来满足系统动力学的数值仿真需求。李群方法通过特殊正交群描述物体姿态避免参数化表达带来的奇异问题,使得计算过程始终保持物体姿态固有的李群特性。本文采用李群方法建立多体系统动力学模型,得到李群表达的指标1,2,3微分-代数方程组。并在此基础上提出约束稳定方法,通过降低指标引入新的Lagrange乘子构造稳定的指标1微分-代数方程组,由速度和加速度的修正方程、运动微分方程以及各级约束方程组成,理论上同时满足所有约束条件,进而保证数值结果稳定性。针对李群表达的各指标微分-代数方程组,首先采用李群Runge-Kutta方法及李群广义-α方法求解,然后设计李群多步块方法和李群离散变分方法,求解各指标的微分-代数方程组。李群多步块格式针对李群模型提出,首先将各变量在某时刻进行泰勒展开,并将保留的最后一项改为待定参数,得到含有待定参数的系数矩阵,基于Runge-Kutta稳定性的概念,求解得到系数矩阵中的待定参数,从而得到李群多步块格式。作为一种新的一般线性方法,李群多步块方法除了格式简单,易于理解之外,更具有Runge-Kutta稳定性,即满足A-稳定和L-稳定。基于离散力学中变分原理,可设计含约束的李群离散变分方法,即在原有的最小作用量中加入约束方程的雅克比矩阵与Lagrange乘子,先离散后变分得到带有约束条件的离散Euler-Lagrange方程。因为李群离散变分方法是将时间离散得到每一时间区间的方程组再进行求解,所以上一步的误差不会进入到下一步的求解中,从而避免出现其它数值方法存在的误差累积问题。因此理论上李群离散变分方法具有保能量的特性并自然保持李群结构。

关键词：多体系统动力学李群方法李群离散变分方法李群多步块方法

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基于WEB的客户关系管理系统的设计与实现

基于WEB的客户关系管理系统的设计与实现

作者：邵红青岛大学

学位级别：硕士

随着计算机网络技术的不断进步,人类社会已步入了信息化快速发展的重要时期,人与人间的信息交流也在向着更深、更广的方向发展。对大量杂乱无序的信息进行深度分析和处理,并提取出关键内容,已经是一个现代化企业是否能够在激烈的竞争环... 详细信息

随着计算机网络技术的不断进步,人类社会已步入了信息化快速发展的重要时期,人与人间的信息交流也在向着更深、更广的方向发展。对大量杂乱无序的信息进行深度分析和处理,并提取出关键内容,已经是一个现代化企业是否能够在激烈的竞争环境中生存,寻求增效的关键。将企业的信息化管理,维护和分析建立在发达的计算机网络技术中,是现代企业寻求生存和增效的必由之路。本论文为了提高企业客户关系管理的工作效率,降低运营成本,减少人力,为企业产品的宣传营销提供较好的服务支持,结合实际,开发设计了基于Web的客户关系管理系统。论文的主要工作如下:(1)分析了客户关系管理系统的研究背景和意义,并介绍了该课题的国内外研究现状,为下文对系统的研究与实现打下了铺垫;(2)结合企业客户关系管理的实际情况,从操作、管理等角度分析了客户关系管理系统的可行性,并详细阐述企业对客户关系管理系统的功能性需求和附加需求;(3)根据需求分析的结果,提出了客户关系管理系统的设计目标和设计原则,并以此为基础完成了系统的架构、功能模块和数据库等方面的设计工作;(4)按照系统设计阶段提出的方案,从系统架构、系统功能、系统关键技术等几个方面简要阐述了客户关系管理系统的开发过程;(5)对CRM系统的实现进行了详细的介绍,论文最后对CRM系统进行了部署。实践证明,本文的客户关系管理系统,功能完善、性能稳定、界面友好,满足了企业日常客户关系管理的工作需要,能够有效地为企业提供客户关系管理服务。

关键词： CRM 系统设计管理系统 WEB

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负泊松比结构动力学可视化仿真

负泊松比结构动力学可视化仿真

作者：王刚青岛大学

学位级别：硕士

负泊松比结构在拉伸变形过程中会呈现拉伸拉胀状态,目前被广泛应用于航天航空、化学材料、机翼变形等各个领域。随着科学技术的发展和工程需要,对负泊松比的研究越来越受到重视,而将具有负泊松比特性的结构应用于多体系统动力学领域的... 详细信息

负泊松比结构在拉伸变形过程中会呈现拉伸拉胀状态,目前被广泛应用于航天航空、化学材料、机翼变形等各个领域。随着科学技术的发展和工程需要,对负泊松比的研究越来越受到重视,而将具有负泊松比特性的结构应用于多体系统动力学领域的研究相对来说还比较少。因此,多体系统动力学中负泊松比结构的研究具有重要意义。本文主要研究了内凹蜂窝型负泊松比结构。基于内凹蜂窝芯结构,结合多体系统动力学拉格朗日方程,分析并建立了内凹蜂窝芯负泊松比结构二维和三维动力学模型,并针对这两个模型分析了其运动过程的受力情况、质量矩阵、约束问题等。同时,结合龙格-库塔方法和离散变分方法求解了其微分-代数方程组,得到了该模型在每一时刻下的位置和状态。针对内凹蜂窝芯负泊松比结构,分别在二维和三维上分析了其单元模型的平面和空间上的几何关系,结合计算机图形学,OpenGL以及Visual Studio根据方程求解的结果,在计算机中模拟了该内凹蜂窝芯结构的二维单元结构和多单元结构、以及三维单元结构。为了能更好的体现模拟结果,利用图形学渲染技术为该模型添加了光照、纹理、视角变换等。最终实现了一个二维和三维的内凹蜂窝芯负泊松比结构及其在受力时动态展开效果的虚拟仿真结果。该种结合多体系统动力学方法对模型进行建模并结合计算机技术对其进行仿真,能够为今后对该种内凹负泊松比结构的研究和该结构类型的材料投入使用提供有效的理论基础。

关键词：多体系统动力学微分-代数方程负泊松比结构计算机图形学可视化仿真

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多体系统动力学仿真微分求积法

多体系统动力学仿真微分求积法

作者：董贺威青岛大学

学位级别：硕士

多体系统(multibody system)是指多个物体(刚体、弹性体/柔体、质点等)通过一定方式相互联结构成的复杂系统。随着计算机的快速发展以及多体系统在机械、航空、航天、兵器、车辆、机器人及生物力学等领域的广泛应用,多体系统动力学已经... 详细信息

多体系统(multibody system)是指多个物体(刚体、弹性体/柔体、质点等)通过一定方式相互联结构成的复杂系统。随着计算机的快速发展以及多体系统在机械、航空、航天、兵器、车辆、机器人及生物力学等领域的广泛应用,多体系统动力学已经成为现代力学的重要研究方向,利用计算机进行的多体系统动力学仿真也受到日益关注。多体系统动力学仿真模型通常为常微分方程组(ODEs,ordinary differential equations)或微分-代数方程组(DAEs,differential algebraic equaitons),其精确高效的数值求解方法是研究的核心内容,具有重要的理论意义和应用价值。与传统的微分方程数值解法相比,微分求积法具有数学原理简单、计算时间少、精度高等优点,从而受到广泛重视。本文将微分求积方法引入多体系统动力学仿真,基于微分求积法基本原理,讨论了权系数矩阵的确定、节点公式的选取、边界条件的处理等内容。利用均匀节点或切比雪夫多项式的根对时间域进行划分,采用Lagrange基函数来确定权系数矩阵,使用方程替代法处理边界条件,可得到精度较高的结果。针对多体系统动力学模型的非线性常微分方程组和微分-代数方程组,在时间域上采用微分求积法,得到以时间域中各时间节点处函数值为未知数的非线性代数方程组,利用牛顿迭代法求解可得各时间节点处的函数值,从而得到满足精度需要的数值仿真结果。以平面双连杆为例对本文方法进行验证,实验结果表明,与经典龙格-库塔方法相比较,本文方法具有公式推导简单、精度高等、易编程实现等优点,适用于多体系统动力学仿真。

关键词：多体系统动力学常微分方程微分-代数方程微分求积法

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索杆铰接式伸展臂动力学建模与数值仿真

索杆铰接式伸展臂动力学建模与数值仿真

作者：潘坤青岛大学

学位级别：硕士

索杆铰接式伸展臂由绳索、杆件和球铰等部件组成,由于质量轻盈及较高的稳定性,越来越多地被应用于各种航天器之中。索杆铰接式伸展臂展开过程的动力学建模方法与数值仿真研究可以为伸展臂优化设计与控制提供必要的基础。首先针对索杆铰... 详细信息

索杆铰接式伸展臂由绳索、杆件和球铰等部件组成,由于质量轻盈及较高的稳定性,越来越多地被应用于各种航天器之中。索杆铰接式伸展臂展开过程的动力学建模方法与数值仿真研究可以为伸展臂优化设计与控制提供必要的基础。首先针对索杆铰接式伸展臂展开过程基于柔性多体系统绝对节点坐标方法建立刚柔耦合动力学模型。然后对广义坐标进行离散插值,结合高精度数值积分方法和离散变分原理,对动力学模型进行离散变分数值仿真。为提高计算精度和稳定性,选取切比雪夫(Chebyshev)节点,引入重心拉格朗日插值进行求解。数值结果表明使用离散变分数值积分方法得到的结果在步长较大的情况下相对传统的数值求解方法具有更高的精度,并且保持约束稳定,可以有效应用于索杆铰接式伸展臂动力学仿真。

关键词：空间伸展臂索杆铰接式绝对节点坐标法离散变分方法重心拉格朗日插值