多体系统动力学设计灵敏度分析直接微分法

针对受完整约束的多体系统动力学微分／代数方程数学模型动态最优化设计问题，建立了通用的目标函数和约束方程，并以此为基础，用直接微分方法系统地推导出了计算设计灵敏度的通用公式，最后通过平面机械臂模型对理论结果和相应算法进行了验证．     

多体系统动力学优化设计的增广Lagrange乘子法

针对多体系统的非线性受约束动态优化设计通用模型,基于连续可微目标函数和一阶、二阶灵敏度分析给出多体系统动力学优化设计的增广Lagrange乘子法.其中基于多体系统动力学方程的一阶设计灵敏度采用伴随变量方法进行计算,二阶设计灵敏度使用混合方法进行计算,在设计变量较多时具有较高的计算效率.最后对曲柄-滑块系统数值算例使用增广Lagrange乘子方法进行约束优化,通过对使用不同方法进行一阶灵敏度分析和二阶灵敏度分析所得的最优值、迭代次数及运行时间的比较,得出一阶灵敏度分析中使用变尺度方法效率较高,而使用二阶灵敏度分析可以进一步提高优化效率.     

第五届全国动力学与控制青年学者学术研讨会介绍

为了深入交流我国动力学与控制学科近年来已取得的成果,探讨学科的发展趋势和面临的挑战,促进青年学者之间的交流与合作,加深青年学者对履行历史使命的责任感,由国家自然科学基金委员会数理科学部发起,国家自然科学基金委员会数理科学部和中国力学学会动力学与控制专业委员会联合主办,由青岛大学信息工程学院承办的“第五届全国动力学与控制青年学者学术研讨会”于2011年7月28日至30日在美丽的海滨城市青岛召开,中国力学学会常务理事张伟教授担任会议主席,青岛大学信息工程学院丁洁玉副教授负责会议组织工作。      

多体系统动力学动态最优化设计与灵敏度分析

基于多体系统的动态最优化设计过程包括传统的多体系统仿真分析、系统设计灵敏度分析、 系统最优化设计等过程, 针对多体系统运动学、用二阶常微分方程和微分代数方程描述 的动力学,基于含设计参数的通用数学模型及通用的积分型目标函数,采用高效的系统灵 敏度分析伴随变量方法及易于实施的惩罚函数最优设计方法,建立了多体系统最优设计数学 模型和算法. 通过双摆系统、曲柄-滑块系统、弹簧/阻尼器-滑块系统3个算例对上述 算法的有效性进行了验证.     

多体系统动力学微分-代数方程L-稳定方法

针对多体系统动力学微分-代数方程形式，在时间区间上构造L-稳定方法，分别基于等距节点、Chebyshev节点和Legendre节点等非等距节点建立求解格式，依据Ehle定理及猜想，与Padé逼近式对比得到待定矩阵和向量，从而获得L-稳定求解公式，循环求解过程采用Newton迭代法计算.以平面双连杆机械臂系统为例，使用L-稳定方法进行数值仿真，通过改变时间区间节点数和步长对各个指标结果进行比较，并与经典Runge-Kutta法对比.结果表明，该方法具有稳定性好、精度高等优点，适用于长时间情况下的多体系统动力学仿真.