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。      

2011年度力学科学处基金项目受理情况介绍

为便于力学科研人员及时了解2011年度基金项目申请信息,现将数理科学部力学科学处受理的面上项目、青年基金项目、地区基金项目、重点项目、国家杰出青年科学基金和海外及港澳学者合作研究基金项目的申请情况做一介绍.      

力学科学处2011年重点项目结题审查情况的简要介绍

按照《国家自然科学基金重点项目管理办法》的有关规定: 自然科学基金委应当自收到结题材料之日起90 日内, 组织同行专家对重点项目完成情况进行审查. 为了促进重点项目之间的交流, 加强对比, 提高效率, 数理科学部于2012 年3 月15日至16 在北京召开会议组织专家对2011 年结题的重点项目进行了集中审查, 会议采取分学科处进行的方式. 力学科学处共有10 项重点项目进行了结题审查(见表1). 各项目负责人就研究计划的完成情况、取得的成果及水平, 以及人才培养和国际合作与交流的成效等进行了汇报. 评审专家进行了认真讨论, 形成了结题审查专家组评价意见.      

2012年度力学科学处面上项目、青年科学基金和地区科学基金资助情况介绍

经力学专家评审、数理科学部工作会议及基金委员会委务会审议,2012年度力学科学处面上项目、青年科学基金和地区科学基金资助项目已确定（见附表1）.现将有关信息公布如下：（1）国家自然科学基金委员会目前已确立了研究项目、人才项目和环境条件项目3个项目资助系列.这3个资助项目系列的定位各有侧重,相辅相成,构成了国家自然科学基金资助格局.面上项目属于研究项目系列,以获得科研创新成果为主要目的,并通过创新性科学研究培养科技人才,促进学科均衡、协调和可持续发展,     

基于虚拟开车环境的自闭症儿童脑电样本熵

自闭症谱系障碍是一种涉及感觉、情感、记忆、语言、智力、动作等认知功能和执行功能障碍的精神疾病. 本文从神经工效学角度出发, 用虚拟开车环境作为复杂多任务激励源将大脑系统与人体动作控制等有机地结合起来, 通过对脑电信号的滑动平均样本熵分析来探索自闭症儿童在虚拟开车环境中的脑活动特征. 研究发现不论是休息状态还是开车状态, 自闭症患者的滑动平均样本熵总体上低于健康者, 尤其在前额叶、颞叶、顶叶和枕叶功能区, 表明自闭症儿童的行为适应性较低. 不过, 自闭症患者的开车状态与健康受试者的休息状态比较接近, 表明虚拟开车环境或许有助于自闭症患者的干预治疗. 此外, 自闭症患者在颞叶区呈现显著性右半球优势性. 本研究为进一步深入开展自闭症疾病的机理研究及其诊断、评估和干预等研究提供一种新的研究思路.     

“能量采集理论与器件力学设计”专辑序言

1.背景近年来,低功耗无线传感器和嵌入式设备得到广泛应用,这为结构健康监测、无线供能技术的发展等起到积极作用.然而,常规的用于能量供给的化学电池其容量有限,而有些小型设备(例如心脏起搏器等)更换电池的代价高昂.基于这种原因,国内外学者试图从周围环境中实时地采集能量,以期解决上述电池供能的不足.能量采集(Energy Harvesting)也称能量俘获/收集/捕获等,通常是指将环境中盈余的能量(如振动能)进行收集和利用,隶属可再生能源的范畴.由于广泛存在于自然界,当前关于能量采集的主要途径是将环境中的能转化为电能.     

机械能量采集动力学调控方法

机械能量采集是将环境中分散和无序的低品质高熵机械能转换为电能,可以为广泛分布的传感器等低功耗电子器件供电实现自供能物联网,具有灵活、便捷、可持续和零碳环保的优势,能够广泛应用于生态环境监测、基础设施健康状态监测和设备状态监测等,是国际前沿研究热点.但是,目前机械能量采集存在输出功率低、工作频带窄、低频效果差、环境适应性差和可靠性低等制约其实际应用的关键难题.机械能量采集动力学调控方法能够改善机械能量采集系统的动力学性能,使其与特定的环境激励相匹配,提升系统的输出电学性能.文章构建了机械能量采集动力学调控方法体系,包括激励调制、非线性系统、多自由度系统、自适应控制和策略调控等方法;论述了动力学调控方法的最新研究进展,包括每类动力学调控方法的特点和典型设计;最后,总结了动力学调控方法的关键挑战,并预测了未来发展方向.为机械能量采集系统适应复杂环境激励提供了新的动力学调控视角,有益于促进机械能量采集理论与技术的发展.     

空间机械臂柔性捕获机构建模与实验研究

柔性捕获机构是空间机械臂的关键性部件, 对空间在轨服务过程中的抓捕操作起着至关重要的作用. 捕获机构的原理分析与仿真建模工作对在轨捕获工况预测分析和任务规划有着重要的应用价值. 本文以空间机械臂的末端柔性捕获机构为研究对象, 建立了柔性捕获机构软捕获过程的动力学仿真模型. 考虑了软捕获过程中柔性绳索的空间构型和大变形特性, 采用绝对节点坐标方法建立了三维空间柔性绳索单元, 并通过引入一圆柱参考坐标系来建立柔性绳索与目标适配器端刚性捕获杆的接触碰撞模型. 为满足三维运动工况验证, 搭建了纯被动边界条件的悬吊实验, 通过对比软捕获过程中被捕获目标的运动信息和受力信息, 验证了模型的准确性. 实验结果表明该模型能够有效地模拟在轨捕获任务中柔性机构软捕获阶段的动力学行为, 可以用于后续与空间机械臂联合仿真任务预测以及作为地面气浮台二维试验的必要补充. 此外, 针对在轨任务中的舱外状态巡检和漂浮目标捕获两种典型工况, 进行了机械臂捕获动力学联合仿真分析, 在给定条件下成功完成软捕获阶段的操作.      

参数激励下静电驱动微机电系统动力特性研究

充分考虑压膜阻尼效应的影响,提出参数激励下时变电容式静电驱动微机电系统的动力学模型,采用谐波平衡法分析在参数激励和强迫激励耦合作用下系统的幅频响应特性,探讨不同控制电压和频率比对系统幅频响应的影响,分别以交流电压幅值、频率比和压膜阻尼比为控制参数研究系统的非线性动力特性,结果表明,微尺度下静电驱动微机电系统在参数激励作用下存在较为丰富的分岔与混沌行为,压膜阻尼效应对系统动力特性的影响不可忽视.