用改进KBM法研究三线扭摆周期

以ＫＢＭ法为基础,引进谐波平衡观点来研究摆角对三线扭摆周期的影响,通过计算不同摆角下Ｔ／Ｔ０值表明,运用该法所得周期与实测值更接近。     

燃料消耗下充液航天器等效动力学建模与分析

在轨航天器贮腔内的液体可能表现出多种不同的运动模式, 主要包括液体相对于贮腔的整体性刚体运动、自由液面横向晃动、液体起旋后逐步发生明显的旋转晃动及液体自旋运动; 复合三自由度刚体摆晃动模型能够较为全面地描述这些液体运动模式, 同时为研究起旋阶段的液体晃动动力学问题提供了有效手段. 本文对非线性液体晃动刚体摆复合模型作进一步发展, 考虑模型等效参数随贮腔充液比的变化, 提出了变参数的刚体摆复合模型, 该模型适用于研究燃料消耗下非线性晃动类充液航天器大范围运动耦合动力学问题. 采用刚体摆复合模型对球形贮腔内的液体晃动进行等效后, 基于混合坐标意义下的拉格朗日方程推导了一类充液航天器轨道-姿态-晃动全耦合的动力学方程组, 并展开了充液航天器大角度三轴稳定姿态机动和零冲量轨道机动仿真以及航天器耦合动力学响应特性分析. 研究表明: 液体相对于贮腔的运动会造成航天器主刚体位置发生偏移, 当航天器在执行零冲量机动时, 燃料消耗会造成航天器的轨道平动速度无法收敛到零; 贮腔偏心布放时, 航天器在执行轨道机动过程中贮腔内液体易发生剧烈而且形式复杂的晃动行为, 进而可能造成航天器刚体运动的不稳定.      

超晶格量子阱作为光学双稳态器件的相平面特征及其稳定性

辐射强度与量子阱沟道的接受度有关,而接受度的大小则直接取决于量子阱宽度、深度以及电子束流的品质等因素.电子束可以用离子注入机或加速器提供,也可以用电压偏置的方法来获得.利用加速器理论中的相平面分析方法,分析了这种双稳态系统的相平面特征及其稳定性.引入正弦平方势,在经典力学框架内和电压偏置情况下,把粒子运动方程化为具有固定力矩的摆方程,用Jacobian椭圆函数和第一类椭圆积分解析地给出了无扰动系统的解和振动周期,并用数值方法分析了扰动情况下的相平面特征和系统的稳定性.为超晶格量子阱光学双稳态器件的设计提供了基本的理论分析.     

关于变摆长的单摆运动与相关的铅直运动的耦合

研究了一个变摆长单摆运动的例子,在平面极坐标系下给出了描述该运动的二阶微分方程组.采用微分方程高精度数值解法得到了随时间变化的摆角、摆长、摆长变化率以及运动轨迹的数值精确解.在小摆角近似下,采用迭代方法推导出摆角、摆角变化率的一级近似解析表达式和摆长、摆长变化率的二级近似解析表达式.由解析表达式得到的数值结果与数值精确解相比较,二者在前几个摆动周期内相吻合.     

杆摆中的内力、内力矩及其功

讨论了杆摆运动中的切向内力及其力矩、法向内力及其力矩;计算了内力及内力矩所作的功,这对进一步理解“质点”、“刚体”等概念有一定的参考价值．     

悬摆法测量气体推进剂激光推进冲量耦合系数

 给出了悬摆法测量激光推进冲量耦合系数的原理，分别以空气、氩气、氮气和氦气为推进剂，用悬摆法测量了抛物形推力器在能量不同的单脉冲TEA CO₂激光辐照下的冲量耦合系数。实验结果表明：氩气的冲量耦合系数最高，氦气的冲量耦合系数最低；在实验测试的激光能量范围内，4种推进剂气体的激光推进冲量耦合系数基本上都随着激光能量的增加而线性增大，冲量耦合系数的相对误差为5.4%~6.4%。实验结果与国外相关实验结论一致。     

世界首例"平面运动二级倒立摆实物系统控制"试验成功

20 0 3年 3月 2 5日北京师范大学李洪兴教授领导的复杂系统智能控制实验室成功地实现了平面运动二级倒立摆实物系统控制。自从 2 0 0 2年 8月李洪兴教授领导的科研团体在世界上首次成功实现四级倒立摆实物系统以后 ,他们又将“平面运动倒立摆实物系统控制的实现”作为重要研究课题之一。此前他们已经实现的一级至四级倒立摆均为“直线运动倒立摆”。据李洪兴教授介绍 ,从控制理论和控制工程的意义上讲 ,平面运动倒立摆实物系统控制的实现要比直线运动倒立摆实物系统控制的实现困难得多 ;这不仅是因为这样的系统其变量、非线性程度及不稳定性…     

激光烧蚀硬铝产生等离子体温度和力学效应测量

 为了研究激光推进技术中激光与材料相互作用的机制，获取等离子体状态参数及力学参数，采用Nd:YAG被动调Q固体激光器烧蚀硬铝，通过激光诱导等离子体光谱技术测得等离子体光谱和温度，由冲量摆测得力学参数。实验结果显示：在激光功率密度0.534×10⁸ W/cm²时，靶材表面的等离子体温度在等离子体辐射过程中呈二次曲线衰减；改变靶材等离子体点燃阈值附近的激光功率密度时，随着功率密度的增加，等离子体温度、冲量耦合系数也随着增大，当功率密度达到靶材的等离子体点燃阈值时，各参数达到最大，此后随着功率密度增加，由于等离子体对能量的屏蔽作用，导致靶材表面的等离子体温度降低，等离子体获得的动能减少，靶材耦合的冲量降低。     

沙摆实验误差分析

从实验误差理论角度，分析了沙摆重心变化引起的实验误差，结果表明由重心变化引起的误差相对于其它误差而言在实验中占主要地位．     

干簧管"永动摆"

介绍了干簧管的特性。分析电流磁场做功过程．认识“永动摆”能量来源．