超磁致伸缩致动器的磁滞非线性动态模型

(完整)abaqus系列教程-09显式非线性动态分析

9 显式非线性动态分析 在前面的章节中，已经考察了显式动态程序的基本内容；在本章中，将对这个问题进行更详细的讨论。显式动态程序对于求解广泛的、各种各样的非线性固体和结构力学问题是一种非常有效的工具。它常常对隐式求解器是一个补充，如ABAQUS/Standard；从用户的观点来看，显式与隐式方法的区别在于： ?显式方法需要很小的时间增量步，它仅依赖于模型的最高固有频率，而与载荷的类型和持续的时间无关。通常的模拟需要取10,000至1,000,000个增量步，每个增量步的计算成本相对较低。 ?隐式方法对时间增量步的大小没有内在的限制；增量的大小通常取决于精度和收敛情况。典型的隐式模拟所采用的增量步数目要比显式模拟小几个数量级。然而，由于在每个增量步中必须求解一套全域的方程组，所以对于每一增量步的成本，隐式方法远高于显式方法。 了解两个程序的这些特性，能够帮助你确定哪一种方法是更适合于你的问题。9.1 ABAQUS/Explicit适用的问题类型 在讨论显式动态程序如何工作之前，有必要了解ABAQUS/Explicit适合于求解哪些类问题。贯穿这本手册，我们已经提供了贴切的例题，它们一般是应用ABAQUS/Explicit求解的如下类型问题： 高速动力学（high-speed dynamic）事件 最初发展显式动力学方法是为了分析那些用隐式方法（如ABAQUS/Standard）分析起来可能极端费时的高速动力学事件。作为此类模拟的例子，在第10章“材料”中分析了一块钢板在短时爆炸载荷下的响应。因为迅速施加的巨大载荷，结构的响应变化的非常快。对于捕获动力响应，精确地跟踪板内的应力波是非常重要的。由于应力波与系统的最高阶频率相关联，因此为了得到精确解答需要许多小的时间增量。

动态系统建模仿真 实验报告

动态系统建模仿真实验报告 实验二，实验四 姓名 学号

实验二直流电动机-负载建模及仿真实验 1实验内容 在运动控制系统中电机带动负载转动，电机-负载成为系统的被控对象。本实验项目要求根据电机工作原理及动力学方程，建立模型并仿真。 2实验目的 掌握直流电动机-负载的模型的建立方法； 3实验器材 （1）硬件：PC机。 （2）工具软件：操作系统：Windows系列；软件工具：MATLAB及simulink。 4实验原理 在很多应用场合中，直流电动机的输出轴直接与负载轴相连，转动部件固定在负载轴上，即为常见的电机直接驱动负载形式。如果不考虑传动轴在转动过程中的弹性形变，即把传动轴的刚度看作无穷大，就可以在系统设计过程中，将执行电机和负载视为一个整体对象，这样被控对象的模型就可以用如图2.1所示的 框图来表示。其中 U表示控制电压；a U，a L，a R分别表示电机的电枢电压，电 r 枢电感和电枢电阻； J为电机的转动惯量，L J为负载的转动惯量，包括由电机 m 驱动的转动体、轴承内圈、转动轴、轴套、速度测量元件、角度测量元件以及被测试件折合到电机轴上的转动惯量等； D、L D分别表示电机和负载的粘性阻尼 m 系数； k为电机的电磁力矩系数；e k为电机的反电势系数；mθ为电机-负载的转 m 角， θ 为电机-负载的角速度。 m 在这一实验中，认为电机与负载的转角是相同的，并考虑了电机及负载转动中产生的粘滞阻尼力矩，所以其电压方程、力矩方程变为如下形式

?????+=+--=+=-s s J J D D M s I k s k s E s s I T s I Ra s E s Ua m l m L m l m m e l )()()()()()())()(()()(θθ (2.1) 由方程组（2.1）可以得到相应的结构框图如图1所示。 图1直流电动机-负载数学模型结构框图 5实验要求： （1）建立从a u 到m θ 的传递函数模型，求其频率特性，并与项目1中的电机频率特性进行对比。 （2）分别取（Dm+D L ）1=0.1（Dm+D L ）和（Dm+D L ）2=0.01（Dm+D L ），编制MATLAB 或simulink 程序，比较阻尼系数不同时电机-负载模型的频率特性。 （3）分别取J L1=0.1J L 和J L ２=10J L ，编制MATLAB 或simulink 程序，比较电机-负载模型的频率特性。 实验所需具体参数如下表。

基于模块化的动态贝叶斯网络的安全态势评估模型

ＤＯＩ：１０．７４９５／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９‐３４８６．２０１６．０４．０１０ 基于模块化的动态贝叶斯网络的 安全态势评估模型 收稿日期：２０１５‐０７‐０７；修回日期：２０１５‐０９‐３０。 基金项目：国家自然科学基金资助项目（６１１０００４２）；湖北省自然科学基金资助项目（２０１５ＣＦＣ８６７）。 作者简介：孟　佳（１９９０－），男，硕士生，主要研究方向为军事信息安全、系统建模与评估。 通信作者：孟　佳，ｍｅｎｇｊｉａｚｉｆａｎ＠ｓｉｎａ．ｃｎ。孟　佳１，吴晓平１，陈　燕２，付　钰１ （１．海军工程大学信息安全系，武汉４３００３３；２．６１０６２部队，北京１０００９１） 摘　要：针对由网络信息系统结构变动引起的安全态势评估时效性差的问题，结合层次网络和模块网络的优点，建立了基于模块化动态贝叶斯网络的态势评估模型。首先，通过判断节点间是否存在有向连接，建立子系统的动态贝叶斯网络模块单元；然后，由若干模块单元和独立节点构建整体的动态贝叶斯网络，并利用约束递归算法学习网络概率参数；最后，通过仿真测试验证该模型的正确性。 关键词：安全态势评估模型；动态贝叶斯网络；模块化网络；网络信息系统 中图分类号：ＴＰ３９３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－３４８６（２０１６）０４－００４８－０６ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃＢａｙｅｓｉａｎｎｅｔｗｏｒｋ ＭＥＮＧＪｉａ１，ＷＵＸｉａｏ‐ｐｉｎｇ１，ＣＨＥＮＹａｎ２，ＦＵＹｕ １ （１．Ｄｅｐｔ．ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｅｃｕｒｉｔｙ，ＮａｖａｌＵｎｉｖ．ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ４３００３３，Ｃｈｉｎａ； ２．ＵｎｉｔＮｏ．６１０６２，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｏｆｐｏｏｒｔｉｍｅｌｉｎｅｓｓｃａｕｓｅｄｂｙｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃ‐ｔｉｏｎｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｓｉｔｕａｔｉｏｎａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｍｏｄｕｌａｒｄｙｎａｍｉｃＢａｙｅｓｉａｎｎｅｔｗｏｒｋｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈｍｏｄｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ａｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｔｅｓｔｉｓｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｅｉｓａｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｎｏｄｅｓａｎｄｄｙｎａｍｉｃＢａｙｅｓｉａｎｎｅｔｗｏｒｋｍｏｄｕｌｅｓａｐｐｌｉｅｄｆｏｒｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓａｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｎ，ａｎｏｖｅｒａｌｌｄｙｎａｍｉｃＢａｙｅｓｉａｎｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈｓｅｖｅｒａｌｍｏｄｕｌｅｓａｎｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｎｏｄｅｓｉｓｂｕｉｌｔ．Ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｐａ‐ｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｒｅｃｕｒｓｉｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｓｖａｌｉ‐ｄａｔｅｔｈｅｍｏｄｅｌ′ｓｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｃｕｒｉｔｙｓｉｔｕａｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ；ｄｙｎａｍｉｃＢａｙｅｓｉａｎｎｅｔｗｏｒｋ；ｍｏｄｕｌａｒｎｅｔｗｏｒｋ；ｎｅｔ‐ｗｏｒｋｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ 目前，网络信息系统安全态势评估方法主要有神经网络、Ｄ‐Ｓ证据理论和模糊逻辑等［１－４］。这些方法能够有效地将先验信息和后验数据统一起来，不需要精确了解概率分布，但需要大量的训练样本通过机器学习获得先验知识，空间开销和推理代价高，在实时环境中可能无法满足要 求［３－４］。而贝叶斯网络用拓扑结构表示客观随机 事件的因果关系，相对以上算法其运算量少，收敛 性和实时性较好。基于贝叶斯网络的态势评估主 要分为静态贝叶斯网络和动态贝叶斯网络两类， 其中前者基于单个时刻的数据推理得到系统态 势，但只能处理单一时刻的数据，不能有效描述整　第２８卷　第４期　２０１６年８月 海军工程大学学报　ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＶＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　 Ｖｏｌ．２８　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２０１６

基于动态贝叶斯网络预测

4． 1 影响威胁等级的因素分析 对空袭目标威胁程度的判断基本目的是区分目标对我方威胁程度的大小和次序，以便指挥员迅速、正确地做出相应决策。因此，对空袭目标威胁程度的判断及排序结果将直接影响着对空防御的整体作战效果。当采用贝叶斯网络进行威胁估计时，必须确定来袭威胁目标的各个组成要素的关系，按照要素间的关系建立对应的贝叶斯网络模型，然后确定网络模型中各节点的先验概率和条件概率，最后选择合适的推理算法进行推理。空中目标的威胁程度是由多种因素决定的，总的来说主要包括目标速度、距离、加速度、方位、高度、航向、航路捷径、目标类型、攻击企图、电子干扰、毁伤能力等。这些因素之间相互影响、相互关联，构成了对编队的攻击企图和威胁程度。文中选取了能够明显反映来袭目标攻击威胁的相关目标属性( 目标类型、距离、速度、高度以及航路捷径) 因素进行研究。根据以上特征因素，结合编队防空作战的指挥控制结构化事件循环周期，将作战过程中的威胁判断和拦截排序分为多个时间片。各个时间片的循环周期一般与传感器目标数据更新周期或防空武器射击周期一致。因此建立威胁评估的动态贝叶斯网络模型见图2。

图2 威胁估计的贝叶斯网络模型 模型中各个变量状态集合为: 目标类型: ID = {导弹，歼击机，电子战飞机}; 速度: V = { 高速; 中速; 低速};距离: R = { 远; 中; 近}; 高度: H = { 低空; 中; 高空}; 航路捷径: P = { 范围内; 边缘; 范围外} 。4． 2 模型参数确定上述的变量状态集合反映的是领域专家的经验知识。如高度，超低空飞行的一般是反舰导弹，低空飞行一般为直升机或巡航导弹，轰炸机要实施准确轰炸，需要俯冲降低到中等高度，而电子干扰机和预警机高度都比较高。依据领域专家知识得到的主要节点条件概率如表1、表2 所示。表1 动态贝叶斯网络状态转移概率表 表2 威胁评估模型条件概率表

Abaqus显式非线性动态分析

2012-11-14 11:43 by:Abaqus教程来源:广州有道有限元 Abaqus显式非线性动态分析——ABAQUS/Explicit适用的问题类型 显式动态程序对于求解广泛的、各种各样的非线性固体和结构力学问题是一种非常有效的工具。它常常对隐式求解器是一个补充，如ABAQUS/Standard；从用 户的观点来看，显式与隐式方法的区别在于： ?显式方法需要很小的时间增量步，它仅依赖于模型的最高固有频率，而与载荷的类型和持续的时间无关。通常的模拟需要取10,000至1,000,000个增量步，每个增量步的计算成本相对较低。 ?隐式方法对时间增量步的大小没有内在的限制；增量的大小通常取决于精度和收敛情况。典型的隐式模拟所采用的增量步数目要比显式模拟小几个数量级。然而，由于在每个增量步中必须求解一套全域的方程组，所以对于每一增量步的成本，隐式方法远高于显式方法。 了解两个程序的这些特性，能够帮助你确定哪一种方法是更适合于你的问题。 ABAQUS/Explicit适用的问题类型 在讨论显式动态程序如何工作之前，有必要了解ABAQUS/Explicit适合于求解哪些类问题。贯穿这本手册，我们已经提供了贴切的例题，它们一般是应用ABAQUS/Explicit求解的如下类型问题： 高速动力学（high-speed dynamic）事件 最初发展显式动力学方法是为了分析那些用隐式方法（如ABAQUS/Standard）分析起来可能极端费时的高速动力学事件。作为此类模拟的例子，在第10章“材料”中分析了一块钢板在短时爆炸载荷下的响应。因为迅速施加的巨大载荷，结构的响应变化的非常快。对于捕获动力响应，精确地跟踪板内的应力波是非常重要的。由于应力波与系统的最高阶频率相关联，因此为了得到精确解答需要许多小的时间增量。 复杂的接触（contact）问题 应用显式动力学方法建立接触条件的公式要比应用隐式方法容易得多。结论是ABAQUS/Explicit能够比较容易地分析包括许多独立物体相互作用的复杂接触问题。ABAQUS/Explicit是特别适合于分析受冲击载荷并随后在结构内部发生复杂相互接触作用的结构的瞬间动态响应问题。在第12章“接触” 中展示的电路板跌落试验就是这类问题的一个例子。在这个例子中，一块插入在泡沫封装中的电路板从1m的高度跌落到地板上。这个问题包括封装与地板之间的冲击，以及在电路板和封装之间的接触条件的迅速变化。 复杂的后屈曲（postbuckling）问题

动态系统建模与仿真

摘要：经过半个多世纪的发展，仿真技术已经成为对人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性学科。本文对建模与仿真技术发展趋势作了比较全面的分析。仿真建模方法更加丰富，更加需要仿真建模具有互操作性和可重用性，仿真建模与可信度评估成为仿真建模发展的重要支柱；仿真体系结构逐渐形成标准，仿真系统层次化、网络化已成为现实，仿真网格将是下一个重要发展方向；仿真应用领域更加丰富，向复杂系统领域发展，并将更将贴近人们的生活。 经过半个多世纪的发展，仿真技术已经成为人类社会发展进步具有重要影响的一门综合性学科。仿真技术的领域不在局限于某些尖端学科技术研究领域，而成为一项被众多学科领域广泛采用的通用型技术。半个世纪以来，仿真救赎一方面始终是建模技术、计算技术和其他信息技术最先的应用者，另一方面是对计算技术和网络技术等的发展不断提出新的挑战。 在我国建模与仿真方法是随着应用需求的发展不断的进步，近十年来仿真技术发展是沿着以应用需求牵引建模与仿真系统开发、以建模与仿真系统带动建模与仿真技术突破、以建模与仿真技术促进建模与仿真系统发展、将建模与仿真系统又服务于应用良性循环的道路向前发展。 仿真技术研究人员一方面不断地扩展仿真应用领域，另一方面，其他领域研究的丰富成果与不断促使仿真技术人员从新的角度、新的高度、新的广度认识建模与仿真。在近半个世纪的积累和近十年的快速发展的基础上，建模与仿真技术已经成为以相似原理、模型理论、系统技术、信息技术以及仿真应用领域的有关专业技术为基础，以计算机系统、与应用相关的物理效应设备及仿真器为工具，利用模型对已有的或设想的系统进行研究、分析、实验与运行的一门综合性技术。 仿真建模的发展 仿真是基于建模的活动，模型建立、实现、验证、应用是仿真过程不变的主题。随着时代的发展，仿真模型包含的内容大大扩展，建模方法日益多样，模型交互性和重要性变的越来越重要，模型的校核与验证的成功为仿真中必要步骤。 -----------------------------------系统仿真学报杨明张冰王子才哈尔滨工业大学，哈尔滨150001 基本概念 系统：按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有实体的集合或总和。模型：从特定应用角度，表达对象系统特征与特性的形式。仿真：用物理模型或数学模型代替实际系统进行实验和研究。 对象系统：仿真、分析与研究的对象。仿真系统：实施仿真的系统。 仿真分类：