非線性動力學入門基本介紹

非線性動力學入門內容簡介

The book is about dynamics-the mathematics of how things change in time.The universe around us presents a kaleidoscope of quantities that vary with time, ranging from the extragalactic pulsation of quasars to the fluctuations in sunspot activity on our sun; from the changeing outdoor temperature associated with the four season to the aily temperature gluctuations in our bodies; from the incidence of infectious diseases such as meales to the tumultuous trend of stock prices.

非線性動力學入門作者簡介

Daniel Kaplan specializes in the analysis of data using tachniques motivated by nonlinear dynamics. His primary interest is in the interpretation of irregular physiological rhythms, but the methods he has developed have been used in geophysics, economics, marine ecology, and other fields. He joined McGill in 1991,after receiving his Ph.D from Harvard University and working at MIT. His undergraduate studies were completed at Swarthomore College. He has worked with several intrumentation companies to develop novel types of medical monitors.

Leon Glass is one of the pioneers of what has come to be callled chaos theory, specializing in applications to medicine and biology. He has worked in areas as diverse as physical chemistry, visual perception, and cardiology, and is one of the originators of the concept of "dynamical disease."

PERFACE

ABOUT THE AUTHORS

1 FINITE-DIFFERENCE EQUATIONS

2 BOOLEAN NETWORKS AND CELLULAR AUTOMATA

3 SELF-SIMILARITY AND FRACTAL GEOMETRY

4 ONE-DIMENSIONAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

5 TWO-DIMENSIONAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

6 TIME-SERIES ANALYSIS

APPENDIX A A MULTI-FUCTIONAL APPENDIX

APPENDIX B A NOTE ON COMPUTER

SOLUTIONS TO SELECTED EXERCISES

BIBILIOGRAPHY

INDEX2100433B

序

第一部分總報告

第1章前言

1.1國外裝備制造業(yè)的發(fā)展趨勢

1.2我國裝備制造業(yè)的現狀

第2章機械裝備中存在的若干非線性動力學問題

2.1高速軌道交通中的非線性動力學問題

2.2大型旋轉機械中的非線性動力學問題

2.3航空發(fā)動機中的非線性動力學問題

2.4大型風力機中的非線性動力學問題

2.5高超聲速飛行器中的非線性動力學問題

2.6儲液罐中的非線性動力學問題

2.7航天飛行器中的非線性動力學問題

第3章機械裝備中的非線性動力學與控制技術的現狀與分析

3.1主要成就與貢獻

3.2存在的問題與發(fā)展方向

3.3提高我國機械裝備中非線性動力學與控制技術的建議與措施

第二部分分報告

第1章鐵道車輛動力學與控制調研報告

1.1鐵道車輛系統(tǒng)的動力學

1.1.1軌道模型

1.1.2車體模型

1.1.3整車模型

1.1.4小結與展望

1.2輪軌接觸問題

1.2.1輪軌接觸方程的建立

1.2.2蠕滑問題

1.2.3磨耗問題研究

1.2.4輪軌接觸對車輛性能的影響

1.2.5實驗驗證

1.2.6小結和展望

1.3懸掛系統(tǒng)控制

1.3.1二系懸掛系統(tǒng)

1.3.2傾擺系統(tǒng)

1.3.3一系懸掛系統(tǒng)

1.3.4小節(jié)與展望

1.4發(fā)展趨勢

參考文獻

第2章大型旋轉機械動力學的研究現狀及發(fā)展趨勢

2.1概述

2.2非線性轉子動力學研究方法及國內外發(fā)展概況

2.2.1非線性轉子動力學研究的一般方法

2.2.2非線性油膜力模型

2.2.3動壓密封力

2.2.4求解非線性轉子動力學問題的數值積分方法

2.2.5滾動軸承、扭轉振動、非對稱轉子及油膜失穩(wěn)后的疲勞強度分析

2.2.6大型轉子—軸承系統(tǒng)高維非線性動力學問題的降維求解

2.3轉子系統(tǒng)非線性動力學設計及穩(wěn)定性

2.3.1轉子系統(tǒng)非線性動力學行為的機理研究和實驗研究

2.3.2高速轉子—軸承系統(tǒng)的非線性動力學設計

2.3.3軸系非線性穩(wěn)定性分析方法

2.4非線性轉子動力學研究中存在的問題及展望

2.5國內外燃氣輪機研究現狀及發(fā)展趨勢

2.5.1國外燃氣輪機的研究現狀和發(fā)展趨勢

2.5.2國內燃氣輪機的研究現狀和發(fā)展趨勢

2.5.3燃氣輪機的發(fā)展目標及其重點

參考文獻

第3章航空發(fā)動機的動力學與故障診斷

3.1航空發(fā)動機轉子的動力學失穩(wěn)研究

3.1.1密封流體激振

3.1.2擠壓油膜阻尼器的穩(wěn)定性

3.2航空發(fā)動機轉子結構機械故障動力學研究

3.2.1轉靜碰摩故障

3.2.2熱彎曲故障

3.2.3葉片振動

3.2.4松動故障

3.2.5疲勞裂紋

3.2.6雙轉子結構故障

3.2.7滾動軸承故障

3.2.8機動飛行的影響及整機振動

3.3航空發(fā)動機的故障診斷

3.3.1故障診斷研究現狀

3.3.2基于非線性動力學的故障診斷原理

3.3.3故障中的信號降噪方法

3.4結論

參考文獻

第4章大型風電裝備設計及運行中的動力學與控制

4.1風電產業(yè)與我國的能源安全息息相關

4.1.1發(fā)展風電產業(yè)符合國家的中長期規(guī)劃

4.1.2風電裝備國產化面臨的問題和挑戰(zhàn)

4.1.3科學意義與主要挑戰(zhàn)

4.1.4對國民經濟的作用

4.2國內外風電裝備的研究現狀和發(fā)展趨勢

4.2.1大型風力機傳動系統(tǒng)的動力學理論

4.2.2復雜環(huán)境中風電裝備的失效機理與故障診斷方法

4.2.3復雜工況下機械系統(tǒng)的可靠性增長策略

4.2.4風力機組的振動控制與消噪技術

4.3大型風電裝備設計及運行中的關鍵科學問題

4.3.1復雜載荷作用下大型風力機的動力學行為與設計原理

4.3.2復雜環(huán)境中風電裝備的狀態(tài)演化與失效機理

4.3.3復雜工況條件下機械系統(tǒng)的可靠性增長策略

4.3.4葉片及傳動系統(tǒng)的振動控制

4.4需要解決的主要突破點

參考文獻

第5章高超聲速與變形機翼技術綜述

5.1近空間飛行器對高超聲速和變翼技術的需求

5.2高超聲速技術發(fā)展及現狀

5.2.1高超聲速定義及特性

5.2.2高超聲速技術應用的發(fā)展

5.2.3高超聲速再入飛行的飛行力學問題

5.2.4高超聲速推進技術

5.2.5高超聲速技術的實驗實施

5.2.6高超聲速關鍵基礎理論

5.3變形機翼

5.3.1變形機翼的仿生思想及應用背景

5.3.2變形機翼發(fā)展史

5.3.3近代幾種典型可變形飛機介紹

5.3.4變形機翼關鍵技術

5.4高超聲速和變翼技術的展望

參考文獻

第6章儲液罐動力學與控制

6.1引言

6.2儲液罐類液體晃動動力學

6.2.1儲液罐類液體晃動研究的解析方法

6.2.2儲液罐類液體大幅晃動研究的數值方法

6.3液體晃動等效力學模型研究

6.4儲液罐多體系統(tǒng)動力學與控制研究

6.4.1車載儲液罐系統(tǒng)動力學研究

6.4.2船載儲液罐系統(tǒng)動力學研究

6.4.3充液航天器固—液—控耦合動力學研究

6.5未來研究方向展望

參考文獻

第7章太陽帆飛行器軌道控制研究

7.1引言

7.2太陽帆飛行器局部最優(yōu)控制

7.2.1局部最優(yōu)控制在星際轉移軌道中的應用

7.2.2局部最優(yōu)控制在逃逸行星引力場中的應用

7.3星際時間最優(yōu)軌道轉移

7.3.1時間最優(yōu)控制理論

7.3.2求解方法

7.3.3算例

7.4不變流形軌道轉移

7.4.1地球到人工拉格朗日點的不變流形轉移

7.4.2人工拉格朗日點之間的不變流形轉移

7.4.3平衡點與周期軌道之間的轉移

參考文獻2100433B

“非線性動力學叢書”序

前言

第1章緒論

1.1齒輪系統(tǒng)的非線性動力學

1.1.1齒輪系統(tǒng)非線性動力學行為的解析研究

1.1.2齒輪系統(tǒng)非線性動力學行為的數值研究

1.1.3齒輪系統(tǒng)非線性動力學行為的實驗研究

1.1.4考慮齒面摩擦及故障的齒輪系統(tǒng)的非線性動力學

1.2齒輪系統(tǒng)的故障診斷

1.2.1平穩(wěn)信號處理技術

1.2.2現代信號處理技術

參考文獻

第2章基于增量諧波平衡法的齒輪系統(tǒng)非線性動力學

2.1引言

2.2第一類齒輪模型的非線性動力學

2.2.1系統(tǒng)的運動微分方程

2.2.2基于增量諧波平衡法的周期解

2.2.3分岔特性及參數研究

2.3第二類齒輪模型的非線性動力學

2.3.1系統(tǒng)的運動微分方程

2.3.2基于增量諧波平衡法的周期解

2.3.3系統(tǒng)參數對周期解類型的影響

2.3.4系統(tǒng)參數對幅頻曲線的影響

2.4第三類齒輪模型的非線性動力學

2.4.1系統(tǒng)的運動微分方程

2.4.2基于增量諧波平衡法的周期解

2.4.3計算結果與分析

參考文獻

附錄一各參數的物理意義

附錄二一階近似時Jacobi矩陣和殘余向量的顯式

第3章故障齒輪系統(tǒng)動力學

3.1含輕微磨損故障的齒輪動力學

3.1.1系統(tǒng)的運動微分方程

3.1.2仿真結果及分析

3.2含裂紋故障的齒輪動力學

3.2.1系統(tǒng)的運動微分方程

3.2.2仿真結果及分析

3.3基于ANSYS軟件的故障齒輪特性分析

3.3.1齒輪的三維有限元模型

3.3.2無故障齒輪的有限元分析

3.3.3含裂紋故障齒輪的有限元分析

參考文獻

第4章分數Fourier變換在齒輪故障診斷中的應用

4.1分數Fourier變換的定義、性質及快速算法

4.1.1分數Fourier變換的定義

4.1.2分數Fourier變換的性質

4.1.3典型信號的分數Fourier變換

4.1.4離散FrFT及FrFT的快速算法

4.2 FrFT用于信噪分離的思想

4.3基于分數Fourier交換的盲信號分離新方法

4.3.1基于聯合對角化的盲信號分離技術的統(tǒng)一框架

4.3.2分數Fourier變換的新性質

4.3.3基于分數Fourier變換的盲信號分離新方法

4.4基于分數Fourier變換的自適應信號降噪新方法

4.4.1新方法的原理

4.4.2數值算例

參考文獻

第5章分數小波變換在齒輪故障診斷中的應用

5.1分數樣條小波變換的定義、性質及快速算法

5.1.1小波變換的定義

5.1.2分數樣條小波變換的定義

5.1.3分數小波變換在信號處理與故障診斷中應用的可行性

5.2基于模極大值的分數小波降噪方法及應用

5.2.1小波變換檢測信號奇異性和信號重構

5.2.2分數小波與傳統(tǒng)小波在檢測信號奇異性方面的不同性質

5.2.3基于模極大值重構的分數小波降噪方法

5.3基于分數小波變換的自適應降噪方法及應用

5.3.1自適應濾波器

5.3.2數值算例

5.4基于空域相關特性的分數小波變換新方法

5.4.1基本理論

5.4.2分數B樣條小波空域相關閾值的設定

5.4.3數值仿真信號分析

參考文獻

第6章基于Gabor變換的故障診斷方法

6.1Gabor變換的基本理論

6.1.1連續(xù)Gabor變換

6.1.2離散Gabor變換

6.1.3Gabor變換的基函數

6.2Gabor變換的閾值選取方法

6.2.1基于Gabor變換的信號降噪原理

6.2.2數值仿真

6.3基于Gabor變換的盲分離新方法

6.3.1基于Gabor變換的盲分離原理

6.3.2數值仿真

6.3.3實驗驗證

6.4基于Gabor變換的欠定盲分離新方法

6.4.1常見信號的Gabor譜分布規(guī)律及源信號數目估計

6.4.2基于Gabor逆變換的重構升維

6.4.3數值仿真

6.4.4實驗驗證

6.5Gabor變換的自適應消噪方法

6.5.1AMGTD方法

6.5.2AFMGTD方法

6.5.3數值仿真

6.5.4實驗驗證

參考文獻

第7章基于奇異值分解的信號降噪方法

7.1奇異值分解的定義和時間序列分析方法

7.1.1奇異值分解的定義

7.1.2時間序列的相空間重構

7.2改進的奇異值降噪方法及在調制信號處理中的應用

7.2.1常見信號的奇異值分布特性

7.2.2改進的奇異值降噪方法

7.2.3數值仿真

7.2.4實驗驗證

7.3基于奇異值分解的欠定盲信號分離方法

7.3.1方法簡介

7.3.2數值仿真信號

7.3.3實驗驗證

參考文獻

索引

“非線性動力學叢書”已出版書目

本項目將基于現代非線性動力學理論對索-梁組合結構的動力學開展理論。我們將從計算分析模型、理論分析方法與結果等方面，通過研究索、索-梁組合結構在不同簡化分析計算方式、復雜周圍環(huán)境與不同材料性能等情況下的非線性動力學特征，對各種研究對象的在參數激勵與強迫激勵等情況下的力學特征、同一模型下不同模態(tài)的模態(tài)相互作用、分叉與混沌的參數域及其產生機制、基于非線性動力學的抗震\振等進行深入系統(tǒng)的研究，一方面希望通過研究這些具有工程實際意義的復雜力學問題發(fā)現一些新的力學現象和規(guī)律、提出一些新的分析方法和手段，另一方面，我們也希望通過這些理論和實驗研究，為相關工程問題的解決提出基于現代非線性動力學理論的設計思想、方法。 2100433B