四维转子系统的随机稳定性与Hopf分岔分析
旋转机械广泛应用于机械、动力和航空航天等领域[1],转子的动力学分析是旋转机械中的重要内容。随着转子高转速化,系统的结构日益复杂,部件间会出现各种非线性环节,如Hopf分岔、极限环震颤、混沌等,因此通过调整参数来控制随机分岔的产生,是及其有必要的[2]。
这一重要论述在我们党的历史上是第一次,是对马克思主义建党学说的开创性贡献,具有里程碑式的重要意义,充分体现了以习近平同志为核心的党中央对历史规律的深刻洞见,对时代问题的真知灼见,对未来发展的战略远见。新时代党的组织路线,深刻阐述了组织工作的根本性、全局性、方向性问题,为新时代党的建设和组织工作指明了前进方向,提供了根本遵循。我们一定要带头贯彻落实习近平总书记重要讲话精神,坚决做新时代党的组织路线的践行者,奋力推动新时代党的组织路线落地生根、开花结果。
1 系统模型
我们把转子系统作为研究对象,结构模型如图1所示[3]。主轴分为圆盘单元、弹簧轴单元和轴承单元。
例 1:High buildings and large mansions are springing up like mushrooms in Beijing.
图1 转子系统的结构模型
假设质量为m, 惯性矩和直径的惯性为Jp和Jd, 因此运动方程是:
(1)
式中:Md是盘质量矩阵是陀螺矩阵,和Q2d是相对的广义力, 则相对的广义力为:
令q1=(R/ω1)cosθ,q2=(R/ω2)sinθ,则式(9)~式(11)可以等价转化为:
(2)
式中:eξ和eη都是光盘的轻微偏心。轴部分的运动方程为:
(3)
式中:Ms是轴段质量矩阵, Ms=MsT+MsR, Js是旋转矩阵, Q1和Q2相应的广义力。轴承可以简化为具有刚度和阻尼力的弹簧, 忽略不计角刚度和耦合项的微分运动方程:
(4)
(2)当δ>1时, 系统的平均伊藤方程在H=0处的线性化的方程形为:
令
则
(5)
令则方程(5)可以表示为:
1.3 统计学方法 采用SPSS 17.0版本软件进行统计学分析,符合正态分布的计量资料组间差异分析运用t检验进行处理;计数资料的组间差异分析运用卡方检验进行处理;等级资料的组间差异分析运用秩和检验进行处理,P<0.05为差异具有统计学意义。
(6)
考虑到外部的随机因素和内部材质的不均质性, 将系统受到的所有的随机因素用高斯白噪声代替, 即ξ1(t),ξ2(t),其噪声期望为0, 强度为D1,D2;F1,F2是激励幅值, 所以系统(5)是带有阻尼和随机噪声激励的拟不可积的哈密顿系统。
2 随机稳定性
通过振荡器去耦[4], 方程(6)的哈密顿函数表示为:
。
李叔和对她说的话,有些仗二金刚摸不着头脑,也不愿意去想,第二天,一大早起来,发现一个老头正蹲在楼梯口。这老头秃脑壳,脑门上有白白的几块斑,看样子是得了白癜风。一开始,李叔和认为他是收破烂的,仔细一看却是当年的老田。
(7)
根据拟不可积的哈密顿函数H(t)依概率1弱收敛于一个一维随机扩散过程, 则哈密顿函数的一维随机伊藤微分方程可以表示为:
dH=m(H)dt+σ(H)dB(t)。
(8)
6.“洪武十一年夏,故元太子爱猷识理达腊卒……子脱古思帖木儿继立。其丞相驴儿……拥众于应昌、和林。”——《明史·外国八鞑靼》
式中:
可得:
,
(9)
(10)
(11)
式中:Ω={(q1,q2,p2)H(q1,q2,0,p2)≤H}。
由于四维系统在运用随机平均原理时需要多重积分, 所以引入极坐标变换来计算漂移和扩散系数[5]:
(12)
。
在进行正式开挖清淤之前,还要进行试挖,收集有关开挖的深度和尺寸等相关的数据,确保后期工作符合设计的要求。
其实,沈侯对喜欢的功课学得挺好,比如线性代数、微积分就考得不错,七八十分,在全院是中游,可他憎恶死记硬背,碰上经济法这种全都要靠背的课,就会很惨。
(13)
式中:
(14)
。
(15)
接着可以得到, 当H→0时, m(H)和σ2(H)渐进形式
。
“方丈说我这个病是体内‘缘’份不足。这庙里过去香火旺盛,人缘也旺,所以我一到庙里,身子就好些。至于我这个病,要治起来也容易,就是药引子难找。”老贾点到即止,说到这里就把话头掐断了。
(16)
讨论当0<δ<1与δ>1时系统的随机稳定性。
①盖帽:作用是密封和固定支撑板(A和B),同时,盖帽外形设计美观大方,上台面可以放置洗漱用品等杂物。如图1所示。
(1)当0<δ<1, 此时方程组(6)的平均伊藤方程在H=0处的线性化方程为
(17)
式中:
R是下面方程之解
式中:B(t)是标准维纳过程, m(H)和σ(H)是随机伊藤方程的漂移和扩散系数, Ω是积分区域,根据拟不可积Hamilton系统的随机平均原理[5]:
m(H)=μ1H+ο(H2),σ2(H)=μ2H2+ο(H2)
。
(18)
根据拟不可积哈密顿理论, 最大李雅普诺夫指数为:
(19)
由乘积遍历性理论, 可以得到当0<δ<1时, 系统平凡解局部渐进稳定的充要条件。
引理1 系统的平凡解以概率1渐进稳定的充要条件为: λ<0,即:
(20)
式中:M是光盘质量矩阵,J是旋转矩阵,Kx和Ky是刚度矩阵。
此式中
(21)
η=[1+(a/ω1ω2)sinθ]-2dθ/[1+(a/ω1ω2)sinθ]-1dθ。
(22)
可以得到H→0时, 漂移扩散指数m(H)和σ2(H)的渐进形式:
m(H)=μ3H+ο(H),σ2(H)=μ4H2+ο(H2)
。
割台主传动轴缠绕杂草造成过桥输送爬链跳齿故障,建议考虑爬链结构设计、链条质量,改进过桥输送爬链箱体结构。
(23)
可以得到系统的平均伊藤方程的李雅普诺夫指数为:
(24)
由乘积遍历性理论, 可以得到当δ>1时, 系统平凡解局部渐进稳定的充要条件。
引理2 系统的平凡解以概率1渐进稳定的充要条件为:λ<0, 即:
(25)
3 随机Hopf分岔
在确定性系统中, 系统平衡点处的雅克比矩阵若有复数形式的特征值, 则系统发生Hopf分岔, 产生极限环[6]。 而在随机动力系统中, 没有成熟的理论来确定随机Hopf分岔的产生[7]。 目前各类文献中运用到两种分岔, P分岔和D分岔。 D分岔是研究系统响应的平稳概率密度, 用李雅普诺夫指数的正负来判别; P分岔是通过参数的变化, 可从峰的个数、位置及形状来判别[8]。
求解式(22)的FPK方程:
方程的解为
(26)
式中:A是归一化常数。
最终可以得到联合概率密度函数为:
通过上述分析得知,商品的使用价值不仅表现出人与物之间的自然联系,是具体劳动过程的产物,而且在商品经济发展时期,生产商品的具体劳动呈现出了二重的属性,使商品的使用价值具有商品经济关系赋予它的社会性,并在交换中得以实现。可见,商品使用价值的二重性是由生产商品的具体劳动二重性所决定的。
当H→0时, m(H)=0, σ2(H)=0, 属于第一类奇异边界, 进而可以得到相应的扩散系数αl, 漂移系数βl及特征标值cl(下标l表示左边界):
一个词的原型语义在整个语义范畴内起着中心辐射作用,其他的语义项与它存在有不同程度的相似,习得了原型语义就很容易地掌握其他语义。然而我们目前所使用的词典并非围绕原型词义编撰的,这就给我们确定原型语义带来了一定的困难。但是根据原型范畴理论,很容易确定原型语义。首先原型语义是人类最容易体验、感知和理解的基本语义,也是最先习得的语义。其次原型语义具有属性聚合功能,能够概括其他语义的属性,比边缘语义享有更多的属性。
(27)
则平稳概率密度函数为:f=AHμexp(-aH)。
(28)
式中:
一维扩散过程的概率渐进稳定性由该过程在边界上的性态确定, 因此主要分析两个边界性态, 即左边界H→0和右边界H→。
。
(29)
当μ<-1时,f(H)是一个δ函数;当-1<μ<0时,f(H)是一个减函数,且在原点处取得最大值,发生第一次分岔,即D分岔;当μ>0时,f(H)仍会取得最大值,但是最大值位置远离原点,此时发生第二次分岔,即P分岔。这两次分岔构成了随机Hopf分岔[9]。
4 数值仿真
从图2到图4可知,当参数增大时,系统的平稳概率密度图形也发生变化。随着参数的变化,图像由单调函数,逐渐变化为单峰图像。
从图5到图7可知,当参数增小时,系统的联合概率密度图形也发生变化。由单峰变成火山口,取值越小,火山口形状也越。
5 结 语
在众多研究成果中,很少考虑到随机激励,提高轴承系统稳定性的根本途径就是有效地控制参数。数值仿真结果表明,随着对分岔参数的控制,系统的安全性将会增强。
图2 当A=2,μ=0.005时平稳概率密度f的相图和分岔位置 图3 当A=2,μ=0.15时平稳概率密度f的相图和分岔位置
图4 当A=2,μ=0.8时平稳概率密度f的 图5 当A=2,μ=0.005时联合概率密度图 相图和分岔位置
图6 当A=2,μ=0.15时联合概率密度图 图7 当A=2,μ=0.8时联合概率密度图
参考文献:
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[3] Xu J, Zhao Y, Jia Z Y, et al. Rotor dynamic balancing control method based on fuzzy auto-tuning single neuron PID[J]. IEICE Electronics Express,2017,14(10):1-12.
[4] 朱位秋.非线性随机动力学与控制[M].北京:科学出版社,2003:1-341.
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[5] 王洪礼,许佳,葛根.赤潮藻类非线性动力学模型的随机分岔[J].海洋通报,2008,27(2):37-42.
[6] 王洪礼,许佳,葛根.机翼震颤的随机Hopf分岔研究[J].机械强度,2008,30(3):368-370.
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