变质量系统

摘要： 研究时间尺度上相空间中变质量非完整系统及其相应变质量完整系统的Noether对称性与相应的守恒量。首先,依据Hamilton原理,导出系统的运动方程;然后,给出系统的广义Noether等式与Noether广义准对称性的判据,并得出Noether守恒量;最后,通过一个算例说明了结果的应用。

摘要： 在电能短缺问题愈演愈烈的当下,如何通过电力调峰的方式,避免该问题进一步发展,自然成为社会各界关注的焦点.结合医药工业特点,在对能量转换与储存流程进行简单介绍的基础上,以蓄能密度计算结果为参考,围绕暖通空调中相关技术的应用展开了讨论,内容涉及动态特性、促溶机理等方面.希望能够给人以启发,使暖通空调发挥出应有作用.

摘要： 本文仔细研究了三种代表性情形下桌边滑链的飞离问题,给出了详细讨论这类问题的框架.结果表明链条是可能飞离桌面的.

摘要： 随着科学技术的发展,对喷气飞机、火箭等变质量系统动力学的研究显得越来越重要,并且总是希望变质量系统的解是稳定的或渐近稳定的.而通用的研究稳定性的Lyapunov直接法有很大难度,因为直接从微分方程出发构造Lyapunov函数往往很难实现.本文给出一种研究稳定性的间接方法,即梯度系统方法.该方法不但能揭示动力学系统的内在结构,而且有助于探索系统的稳定性、渐进性和分岔等动力学行为.梯度系统的函数V通常取为Lyapunov函数,因此梯度系统比较适合用Lyapunov函数来研究.列写出变质量完整力学系统的运动方程,在系统非奇异情形下,求得所有广义加速度.提出一类具有负定矩阵的梯度系统,并研究该梯度系统解的稳定性.把这类梯度系统和变质量力学系统有机结合,给出变质量力学系统的解可以是稳定的或渐近稳定的条件,进一步利用矩阵为负定非对称的梯度系统构造出一些解为稳定或渐近稳定的变质量力学系统.通过具体例子,研究了变质量系统的单自由度运动,在怎样的质量变化规律、微粒分离速度和加力下,其解是稳定的或渐近稳定的.本文的构造方法也适合其他类型的动力学系统.%With the development of science and technology,it is more and more important to study the dynamics of variable mass system such as jet aircraft and rocket,and it is always hoped that the solutions of the variable mass system are stable or asymptotically stable.It is difficult to study the stability by using Lyapunov direct methods because of the difficulty of constructing Lyapunov functions directly from the differential equations of the mechanical system.This paper presents an indirect method for studying stability,that is,gradient system method.This method can not only reveal the internal structure of dynamic system,but also help to explore the dynamic behavior such as the stability,asymptotic and bifurcation.The functionV of the gradient system is usually taken as a Lyapunov function,so the gradient system is more suitable to be studied with the Lyapunov function.The equations of motion for the holonomic mechanical system with variable mass are listed,and all generalized accelerations are obtained in the case of non-singular system.A class of gradient system with negative-definite matrix is proposed,and the stability of the solutions of the gradient system is studied.This kind of gradient system and variable mass mechanical system are combined,then the conditions under which the solutions of the mechanical systems with variable mass can be stable or asymptotically stable are given.Further the mechanical system with variable mass whose solution is stable or asymptotically stable is constructed by using the gradient system with non-symmetrical negative-definite matrix.Through specific examples,it is studied that the solutions of the single degree of freedom motion of a variable mass system are stable or asymptotically stable under some conditions of the laws of mass change,particle separation velocity and force.The method is also suitable for the study of other constrained mechanical systems.

摘要： “变质量系统的运动”问题在高中物理教学中是学生甚至教师都普遍感到困难的问题，很多情况下只能近似处理，成为教学中的疑难问题。本文从动量定理入手，给出变质量系统的动力学方程，通过对几道例题的解析，探讨这类问题的解决方法。

摘要： 为了保证机械臂运动的高精度、准定位,采用主动控制技术降低结构的干扰振动是一项迫切而紧急的任务。该文以含变质量构件的弹性梁系统为对象,开展变质量弹性结构的振动特性研究和振动主动控制研究。使用模态叠加法推导了粘贴有压电片的变质量-柔性梁组合结构的控制方程,通过仿真获得变质量弹性梁系统的振动特性和运动规律。然后设计反馈控制器对质量增大系统和质量减小系统进行了振动主动控制,并采用时频分析技术分析了控制效果。仿真结果表明,变化的质量在引起系统振动频率改变的同时,还引起了一个附加的阻尼。在变质量时变系统的共振频率区间,通过反馈控制可有效抑制结构的振动。

摘要： A research was presented to solve the problem of dynamics modeling and characteristics analysis in the case of the mass distribution of the spacecraft changes obviously during the on-orbit propellant refueling process.The variable-mass vehicle was considered to consist of two parts:a rigid platform and the liquid propellant confined in tanks.The liquid in tanks was regarded as a finite number of lumped masses with time-varying mass,configuration and position,so that,the actual physics could be abstracted as a set of variable mass particles with fixed border.Then, the dynamics model of refueling spacecraft was established by using the general equations of mass-varying particles set.Based on some reasonable assumptions about the structure of vehicle,the misalignment moment and the reactive force were eliminated from equations.It is remarkable that the established model include time-varying parameters and damping terms.Besides,the dynamics characteristics of the model were analyzed by using the Lyapunov′s stability criterion.Simulation results demonstrate that the difference structure of the vehicle effect the state trajectories dramatically, and prove that theoretic analysis is correct.%针对在轨加注过程中质量分布随时间变化的组合体航天器，研究动力学建模问题并对其动态特性进行分析。将航天器系统分为刚性组合体平台和贮箱内燃料两部分，贮箱内的燃料视为质量、外形和位置连续变化的质量块，将航天器系统抽象为一组有固定边界的变质量质点系；在推导出变质量质点系一般力学方程的基础上，通过对航天器结构进行一定限制消除方程中的反冲力和失调力矩，以组合体平台主轴作为参考坐标系，建立在轨加注过程中组合体动力学模型；该模型除了参数时变的特点外，与普通刚体动力学相比还含有阻尼项；基于李雅普诺夫稳定判据，对该时变动力学系统的动态特性进行分析。仿真计算展现了不同结构参数对姿态运动轨迹的影响，也证明了理论分析的正确性。

摘要： 从理想完整约束变质量系统的拉格朗日方程出发,导出了这种系统的哈密顿正则方程.从理想约束系统动力学普遍方程出发,导出了理想约束变质量系统哈密顿原理.

摘要： 针对自主空中加油输油阶段无人机位置保持控制问题，将无人机分为飞机本体和油箱两部分，利用变质量系统理论建立了无人机非线性方程，解决了常规模型无法反映出无人机重量、重心变化的问题。控制律设计方面，通过将变化的油箱转化为外界干扰，提出了基于干扰观测器控制（disturbance observer based control， DOBC）的复合控制结构。复合控制器由位置保持控制器和干扰观测器组成，位置保持控制器采用带积分的线性二次型方法，干扰观测器由比例积分观测器和补偿单元构成，并证明了复合控制器的稳定性。仿真结果表明，将该控制器应用于某型高空无人机非线性模型，可有效减小输油过程带来的影响，实现了输油阶段的位置保持控制。%To slove the station-keeping control problem for the receiver in fueling phase of automated ae-rial refueling (AAR),the receiver is divided into the plane body and the fuel tank.The receiver nonlinear dynamics equations which reflect the mass and center of gravity (CG)variations of the fuel tank are estab-lished based on the variable-mass system theory.By transforming the fuel tank into unknown external dis-turbance,a compound controller based on the disturbance observer based control (DOBC)method is pro-posed.The compound controller consists of two parts:the station-keeping controller via linear quadratic reg-ulator (LQR)method and the disturbance observer,which is composited by a proportional integral observer (PIO)and a compensation unit.Then,the stability of the compound controller is proved.The results of simulation demonstrate that the proposed control system is efficient and meets the station-keeping control re-quirements in fueling period.

摘要： 针对自动空中加油输油段受油机位置保持问题,建立了受油机变质量系统动力学方程.为分析不同输油策略对受油机自身参数的影响,建立一般性油箱模型.基于补偿控制方法,将燃油传输等效为干扰输入,设计比例积分观测器 (PIO)补偿控制系统,避免了输油过程中控制律切换.非线性仿真结果表明,干扰补偿控制器满足输油段受油机控制要求.

摘要： 软绳在运动过程中可以分解为两个变质量系统,经典力学中的牛顿第二定律并不适用于单个变质量系统，因此试从质量再分布出发推导了此类变质量系统的动力学方程.

摘要： 旋转固体火箭发动机随装药燃烧时,质量和转动惯量变化能对其飞行动力产生影响。以简化的旋转固体火箭发动机为研究对象,通过求解变质量系统在无外力条件下的姿态动力学方程,得到在不同装药形式下飞行角速度的变化。结果表明,对于端面燃烧,质量的散失对旋转运动的影响是有利的,侧向角速度逐渐趋于稳定;而对于管形装药,结果刚好相反,旋转的侧向角速度以指数增加,从而导致了系统的不稳定。通过对结果的分析,可对发动机稳定性设计提供一定参考,且可将典型的计算结果用于对复杂装药的推导中。

摘要： 旋转固体火箭发动机随装药燃烧时,质量和转动惯量变化能对其飞行动力产生影响。以简化的旋转固体火箭发动机为研究对象,通过求解变质量系统在无外力条件下的姿态动力学方程,得到在不同装药形式下飞行角速度的变化。结果表明,对于端面燃烧,质量的散失对旋转运动的影响是有利的,侧向角速度逐渐趋于稳定;而对于管形装药,结果刚好相反,旋转的侧向角速度以指数增加,从而导致了系统的不稳定。通过对结果的分析,可对发动机稳定性设计提供一定参考,且可将典型的计算结果用于对复杂装药的推导中。

摘要： 本产品是在普通水平振动输送机上的基础上,经过市场与现场调研,应用非线性振动理论、等截面梁的弯曲振动理论、最优化理论、近共振理论及CAD技术,研制出振动机械新产品.该产品与国内外同类产品相比具有重量轻、体积小、节能、低噪、高效的特点,是一个极具发展前景、推广与应用价值极高的新技术产品.

摘要： 本产品是在普通水平振动输送机上的基础上,经过市场与现场调研,应用非线性振动理论、等截面梁的弯曲振动理论、最优化理论、近共振理论及CAD技术,研制出振动机械新产品.该产品与国内外同类产品相比具有重量轻、体积小、节能、低噪、高效的特点,是一个极具发展前景、推广与应用价值极高的新技术产品.

摘要： 在普通水平振动输送机的基础上,经过市场与现场调研,研究非线性特性线螺旋弹簧振动理论、应用微弯等截面梁的弯曲振动理论、最优化理论、近共振理论及CAD技术,我们试验与研制了长距离输送机.该产品与国内外同类产品相比具有重量轻、体积小、节能、低噪、高效的特点,是一个极具发展前景、推广与应用价值极高的新技术产品.经河南省科委组织的专家鉴定认为:在长距离输送技术方面该产品达到国内领先水平.

摘要： 本发明提供了一种使用永久磁铁的可变质量色散的质量分析器系统，解决了现有磁质量分析器结构复杂的问题。系统包括扇形磁铁、在离子束的聚焦线上排列设置固定的多离子检测器、设置在扇形磁铁与多离子检测器之间的双静电四极杆系统、对不同元素的离子束进行电扫描的宽范围离子加速直流高压电源和对双静电四极杆系统进行供电的直流稳压电源，扇形磁铁为永久磁铁，通过改变双静电四极杆系统中的四极杆电压，调整质量色散使得不同质量数元素的同位素离子束与固定间距的多离子检测器相适应。本发明通过同时去除电磁铁恒流电源和可移动多离子检测器系统，简化了目前应用的电磁铁磁质量分析器系统，提高了质谱峰位稳定性。

摘要： 本发明公开一种基于深度强化学习的变质量水下航行器避障方法及系统，包括：根据变质量水下航行器的运动状态和执行机构动作构建基于深度强化学习网络的避障仿真模型；将历史避障任务完整轨迹作为专家数据存入经验回放池，根据变质量水下航行器初始运动状态和高斯噪声得到当前执行动作，根据当前执行动作得到新运行状态和当前执行动作的奖励值，并存入经验回放池；根据经验回放池对避障仿真模型进行训练，根据当前训练的执行动作奖励值和历史训练的奖励平均值更新高斯噪声；以迭代训练完成后的基于深度强化学习网络的避障仿真模型得到变质量水下航行器避障任务行驶路径。对基于深度强化学习的DDPG网络模型进行改进，解决水下航行器的避障问题。

摘要： 本发明涉及用于在串联质谱分析中使用可变质量选择窗宽度的系统及方法。使用处理器指令串联质谱仪以不同质量选择窗宽度对样本执行至少两次碎片扫描。所述串联质谱仪包括允许可变质量选择窗宽度的质量分析器。对不同质量选择窗宽度的选择可基于样本化合物的一个或一个以上性质。所述性质可包括样本化合物分子量分布，所述样本化合物分子量分布是根据预期化合物的分子量分布来计算或根据一种或一种以上已知化合物的分子量列表来确定。在指令串联质谱仪对样本执行至少两次碎片扫描之前，还可指令串联质谱仪执行样本分析。

摘要： 本发明提供了一种使用永久磁铁的可变质量色散的质量分析器系统，解决了现有磁质量分析器结构复杂的问题。系统包括扇形磁铁、在离子束的聚焦线上排列设置固定的多离子检测器、设置在扇形磁铁与多离子检测器之间的双静电四极杆系统、对不同元素的离子束进行电扫描的宽范围离子加速直流高压电源和对双静电四极杆系统进行供电的直流稳压电源，扇形磁铁为永久磁铁，通过改变双静电四极杆系统中的四极杆电压，调整质量色散使得不同质量数元素的同位素离子束与固定间距的多离子检测器相适应，本发明通过同时去除电磁铁恒流电源和可移动多离子检测器系统，简化了目前应用的电磁铁磁质量分析器系统，提高了质谱峰位稳定性。

摘要： 本发明公开了一种基于可变质量储能体的重力储能系统，涉及储能技术领域，包括储能体减重模块、低位放置仓、传输装置、高位放置仓、储能体增重模块、储能体、电机模块，其中：所述高位放置仓、储能体增重模块位于所述传输装置的高势能端；所述低位放置仓、储能体减重模块位于所述传输装置的低势能端；所述电机模块与传输装置连接；所述储能体由传输装置搭载，在所述传输装置的高势能端与低势能端之间往返，实现储能体重力势能的改变；所述储能体的表面铺设有吸水材料，用于吸收自然水源实现增重。本发明在传统重力储能系统的基础上，结合吸水材料实现储能体的质量变化，充分利用现有自然资源提高了发电效率，同时实现了能量的充分利用。

摘要： 本发明公开一种基于深度强化学习的变质量水下航行器避障方法及系统，包括：根据变质量水下航行器的运动状态和执行机构动作构建基于深度强化学习网络的避障仿真模型；将历史避障任务完整轨迹作为专家数据存入经验回放池，根据变质量水下航行器初始运动状态和高斯噪声得到当前执行动作，根据当前执行动作得到新运行状态和当前执行动作的奖励值，并存入经验回放池；根据经验回放池对避障仿真模型进行训练，根据当前训练的执行动作奖励值和历史训练的奖励平均值更新高斯噪声；以迭代训练完成后的基于深度强化学习网络的避障仿真模型得到变质量水下航行器避障任务行驶路径。对基于深度强化学习的DDPG网络模型进行改进，解决水下航行器的避障问题。

摘要： 本发明公开了一种立风井防爆门变质量系统及控制方法，所述立风井防爆门变质量系统包括通过管路相连接的总水箱、水泵和变质量水箱，在总水箱与变质量水箱之间的管路中设置分水器，分水器通过管路分别与若干个变质量水箱相连接，在分水器与总水箱之间的管路形成为变质量水箱充水和放水的管路网，所述管路网中安装有水泵。本发明可以实现立风井防爆门变质量系统的快速充放水，又可以实现立风井防爆门变质量系统的慢速充放水，并且可以精准的控制质量部分的质量变化，保证了立风井防爆门复位或提升的平稳进行，省时，操作安全。

摘要： 本发明公开了一种基于变质量系统热力学原理的航空发动机能量分析方法，具体包括：(1)以航空发动机为研究对象，将航空发动机划分为若干个部件；(2)针对每个部件分别构建气动热力学模型；(3)构建航空发动机实际运行过程中的控制方程组，通过求解控制方程组获取航空发动机实际运行过程中的运行参数，将发动机运行参数代入每个部件的气动热力学模型，获取各部件进出口气动热力参数值；(4)根据各部件进出口气动热力参数值计算得到航空发动机实际运行过程中发动机输入的总能量、发动机排散能量、发动机存储的能量、发动机可用能量以及发动机损失能量。本发明能够精确的获取航空发动机运行过程中能量传输与转换关系。

摘要： 本发明公开了一种立风井防爆门变质量系统及控制方法，所述立风井防爆门变质量系统包括通过管路相连接的总水箱、水泵和变质量水箱，在总水箱与变质量水箱之间的管路中设置分水器，分水器通过管路分别与若干个变质量水箱相连接，在分水器与总水箱之间的管路形成为变质量水箱充水和放水的管路网，所述管路网中安装有水泵。本发明可以实现立风井防爆门变质量系统的快速充放水，又可以实现立风井防爆门变质量系统的慢速充放水，并且可以精准的控制质量部分的质量变化，保证了立风井防爆门复位或提升的平稳进行，省时，操作安全。

摘要： 本实用新型公开了一种立风井防爆门变质量系统，包括通过管路相连接的总水箱、水泵和变质量水箱，在总水箱与变质量水箱之间的管路中设置分水器，分水器通过管路分别与若干个变质量水箱相连接，在分水器与总水箱之间的管路形成为变质量水箱充水和放水的管路网，所述管路网中安装有水泵。本实用新型可以实现立风井防爆门变质量系统的快速充放水，又可以实现立风井防爆门变质量系统的慢速充放水，并且可以精准的控制质量部分的质量变化，保证了立风井防爆门复位或提升的平稳进行，省时，操作安全。