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各向异性德拜色散媒质中传播系数的快速计算
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作者 张玉贤 樊久扬 +1 位作者 黄志祥 杨利霞 《电波科学学报》 北大核心 2025年第3期439-447,共9页
为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后... 为了高效、准确地分析三维多层各向异性德拜色散媒质的电磁特性,提出了一种快速传输矩阵法(fast-transfer matrix method,F-TMM)。首先,从旋度麦克斯韦方程组出发,利用已知的平面波横向矢量得到各向异性德拜色散媒质中的控制方程。然后,通过对控制方程进行进一步的化简和计算,导出各向异性德拜色散媒质的特征值。最后,利用电场和磁场在分界面处的切向连续性,构造多层媒质中的传输矩阵,获得各向异性德拜色散媒质中的反射系数和透射系数。设计了单层单轴/多层双轴各向异性德拜色散媒质的数值实验,并完成了传播系数的数值对比。结果表明,F-TMM相较于COMSOL软件、CST软件和传统传输矩阵法(traditional-transfer matrix method,T-TMM),计算结果的范数误差均小于10^(-4),计算内存和CPU时间节约了至少46.6%和68.1%。本文方法为研究各向异性德拜色散媒质的电磁特性提供了可靠且高效的计算途径。 展开更多
关键词 各向异性德拜色散媒质 传输矩阵法 控制方程 特征值 反射系数 透射系数
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一种风冷近基模小型固体电光调Q激光器研究
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作者 吕锋 梁为 李靖 《激光技术》 北大核心 2025年第2期284-288,共5页
为了获得一种可在测距、目标指示等场景下使用的激光器,采用光线传输矩阵仿真分析了望远镜腔,用热阻计算分析了体内传热过程和表面散热过程,进行了理论分析和实验验证。获得了一种可在40℃环境温度中运行的风冷近基模小型固体电光调Q激... 为了获得一种可在测距、目标指示等场景下使用的激光器,采用光线传输矩阵仿真分析了望远镜腔,用热阻计算分析了体内传热过程和表面散热过程,进行了理论分析和实验验证。获得了一种可在40℃环境温度中运行的风冷近基模小型固体电光调Q激光器,并取得了重复频率10 Hz、单脉冲能量100 mJ、光束质量因子M_(2)=1.31、脉宽10 ns、发散角0.6 mrad的1064 nm激光输出。结果表明,该激光器适合在测距、目标指示等要求激光器具有高单脉冲能量、高峰值功率、高光束质量等特点的场景下使用。这一结果对激光测距、激光指示等应用方面的发展有一定帮助。 展开更多
关键词 激光器 风冷激光器 光线传输矩阵 稳态热阻 望远镜腔 仿真模拟
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改进Tikhonov正则化方法在结构激励识别与响应重构中的应用
3
作者 周雪文 彭珍瑞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期1469-1476,共8页
为了改善传递矩阵的病态性,实现利用结构有限测量信息对结构外部激励与未知响应的有效重构,提出了一种用于结构激励识别与响应重构的改进Tikhonov正则化方法。首先,基于状态空间模型构建传递矩阵,并推导结构外部激励识别与响应重构方程... 为了改善传递矩阵的病态性,实现利用结构有限测量信息对结构外部激励与未知响应的有效重构,提出了一种用于结构激励识别与响应重构的改进Tikhonov正则化方法。首先,基于状态空间模型构建传递矩阵,并推导结构外部激励识别与响应重构方程。其次,采用改进Tikhonov正则化方法改善传递矩阵的病态性,得到激励方程的正则化解,并结合结构需重构位置对应的传递矩阵重构未知加速度响应。最后,分别对平面二维桁架和简支梁进行数值仿真和试验分析,验证所提方法的可行性。结果表明所提方法能够改善传递矩阵的病态性,提高结构激励识别与响应重构的精度。 展开更多
关键词 激励识别 响应重构 状态空间 传递矩阵 正则化
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基于状态转移张量的LEO目标短期误差传播及碰撞概率计算 被引量:1
4
作者 李鹏 柴华 白显宗 《现代防御技术》 北大核心 2024年第5期106-115,共10页
目前低轨区域空间目标数量不断增加且航天器轨道机动能力越来越强。结合LEO机动目标快速碰撞预警对于计算效率和计算精度的需求,在J2模型假设下,提出了一种基于状态转移张量的短期状态误差传播方法。该方法从航天器相对运动的角度,引入... 目前低轨区域空间目标数量不断增加且航天器轨道机动能力越来越强。结合LEO机动目标快速碰撞预警对于计算效率和计算精度的需求,在J2模型假设下,提出了一种基于状态转移张量的短期状态误差传播方法。该方法从航天器相对运动的角度,引入二阶状态转移张量来描述误差传播的非线性特征,给出了误差传播的近似解析表达式,在此基础上完成了碰撞概率计算。仿真结果表明:提出的方法对于LEO目标短期误差传播及碰撞概率计算具有良好的计算效率和计算精度。 展开更多
关键词 LEO目标 相对运动 误差传播 状态转移矩阵 状态转移张量
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光子晶体缺陷模的偏振特性研究 被引量:11
5
作者 金铱 黄正逸 +2 位作者 陈宪锋 唐丽 是度芳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期277-280,共4页
为了了解光波在一维光子晶体的传输特性,利用传输矩阵方法进行了数值模拟,并研究了缺陷层厚度对缺陷模偏振特性的影响。结果表明,入射角的变化对光子晶体的禁带及缺陷模影响较大,它们都随入射角的增大向高频(短波)方向移动,s偏振的禁带... 为了了解光波在一维光子晶体的传输特性,利用传输矩阵方法进行了数值模拟,并研究了缺陷层厚度对缺陷模偏振特性的影响。结果表明,入射角的变化对光子晶体的禁带及缺陷模影响较大,它们都随入射角的增大向高频(短波)方向移动,s偏振的禁带宽度逐渐增宽而p偏振的禁带宽度变化不明显,p偏振的缺陷模频移较s偏振的稍大。随着入射角的增大,s偏振的缺陷模越来越细、品质因子逐渐增大,而p偏振的缺陷模变化趋势则刚好相反。 展开更多
关键词 物理光学 光子晶体 传输矩阵 缺陷模 偏振态
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改进的结构振动传递矩阵法 被引量:9
6
作者 万浩川 李以农 郑玲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期173-177,182,共6页
针对传递矩阵法中状态向量一阶导数计算复杂问题,改进状态向量的选取。不据边界条件而据方程选取状态向量,可大大简化状态向量一阶导数计算过程。在状态向量与边界条件之间引入关联矩阵,使传递矩阵求解过程更加简单。以圆柱壳振动方程为... 针对传递矩阵法中状态向量一阶导数计算复杂问题,改进状态向量的选取。不据边界条件而据方程选取状态向量,可大大简化状态向量一阶导数计算过程。在状态向量与边界条件之间引入关联矩阵,使传递矩阵求解过程更加简单。以圆柱壳振动方程为例,介绍改进的传递矩阵法并证明其正确性。通过求解约束阻尼圆柱壳表明,该方法求解多自由度复杂振动方程优点更显著。 展开更多
关键词 结构振动 传递矩阵法 状态向量 关联矩阵
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刚柔多体系统动力学离散时间传递矩阵法 被引量:9
7
作者 芮筱亭 何斌 +1 位作者 陆毓琪 贠来峰 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期389-394,共6页
该文在多刚体系统离散时间传递矩阵法的基础上,建立了用于解决刚柔多体系统动力学问题的刚柔多体系统动力学离散时间传递矩阵法。通过该方法和其它方法的数值算例结果对比证明了该方法的有效性。与通常多体系统动力学方法相比,该方法涉... 该文在多刚体系统离散时间传递矩阵法的基础上,建立了用于解决刚柔多体系统动力学问题的刚柔多体系统动力学离散时间传递矩阵法。通过该方法和其它方法的数值算例结果对比证明了该方法的有效性。与通常多体系统动力学方法相比,该方法涉及矩阵阶次低,无需总体系统动力学方程。该方法为解决一般刚柔多体系统动力学问题提供了强有力的新手段。 展开更多
关键词 刚柔多体系统 传递矩阵 状态矢量
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模块化多电平变流器稳态运行特性分析 被引量:16
8
作者 刘普 王跃 +1 位作者 雷万钧 姚为正 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期90-99,共10页
在考虑桥臂电流包含所有次谐波成份的基础上,提出一种新的模块化多电平变流器(MMC)稳态运行特性分析方法。通过研究分析MMC内部各电气变量间的耦合关系,推导得出系统通用矩阵方程,进而得到桥臂电流、子模块电容电压、相间环流等电气变... 在考虑桥臂电流包含所有次谐波成份的基础上,提出一种新的模块化多电平变流器(MMC)稳态运行特性分析方法。通过研究分析MMC内部各电气变量间的耦合关系,推导得出系统通用矩阵方程,进而得到桥臂电流、子模块电容电压、相间环流等电气变量解析表达式,并总结了各变量稳态运行规律。该方法计算过程相对简单,计算结果更为精确。基于23电平MMC背靠背平台的仿真、实验结果与理论分析结果对比,证明了所提方法的可行性与可靠性。 展开更多
关键词 模块化多电平变流器 稳态 环流 通用矩阵方程
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基于STSM的入境旅游流集散地域结构特征分析——以中国入境旅游六大典型区域为例 被引量:28
9
作者 李创新 马耀峰 +1 位作者 郑鹏 亢雄 《地理科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期620-626,共7页
构建入境旅游流空间转移态矩阵模型,基于入境旅游统计数据与抽样调查数据,在合理划定中国入境旅游典型区域的基础上,实证研究六大典型区域的入境旅游流空间转移态矩阵,探讨入境旅游流集散的地域结构特征。研究表明:入境旅游流在中国东... 构建入境旅游流空间转移态矩阵模型,基于入境旅游统计数据与抽样调查数据,在合理划定中国入境旅游典型区域的基础上,实证研究六大典型区域的入境旅游流空间转移态矩阵,探讨入境旅游流集散的地域结构特征。研究表明:入境旅游流在中国东部表现为"等级式"集散模式,在中国西部表现为"等级式"与"接触式"并存的集散模式;入境旅游流集散的地域空间集中性十分突出,且集聚源区域与扩散目的地区域呈现高度重合性,尤其六大典型区域之间的互动关联极其显著;中国入境旅游流集散地域空间的梯级差异化特征鲜明,整体呈现"东—西递进式"的发展格局。 展开更多
关键词 空间转移态矩阵 入境旅游流 集聚与扩散 地域结构 入境旅游典型区域
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单元机组的实用非线性数学模型及其应用 被引量:35
10
作者 韩忠旭 齐小红 刘敏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期58-65,共8页
该文应用数学方法对多变量机炉协调非线性动态仿真数学模型的结构进行描述和分析,推导出其输入和输出之间的传递函数矩阵,在此基础上对该非线性动态仿真数学模型与线性增量形数学模型之间的内在联系,进行了分析和讨论,为在理论上解释单... 该文应用数学方法对多变量机炉协调非线性动态仿真数学模型的结构进行描述和分析,推导出其输入和输出之间的传递函数矩阵,在此基础上对该非线性动态仿真数学模型与线性增量形数学模型之间的内在联系,进行了分析和讨论,为在理论上解释单元机组受控对象数学模型的特性奠定了基础。通过对北仑电厂600MW单元机组的仿真试验曲线与现场实时趋势曲线进行比较,证明了文中所论之非线性动态仿真数学模型的有效性。 展开更多
关键词 热能动力工程 非线性 机炉协调 仿真模型 状态空间 传递函数 矩阵 系统辩识
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受控线性多体系统传递矩阵法 被引量:6
11
作者 陆卫杰 芮筱亭 +2 位作者 贠来峰 何斌 杨富锋 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期24-27,31,共5页
受控线性多体系统的稳态运动是多体系统动力学的重要研究内容之一。本文以简单的受控多体系统为例,建立了受控线性多体系统传递矩阵法,能方便快捷地求解受控线性多体系统的稳态运动。建立了控制力作用下集中质量和弹簧阻尼铰的扩展传递... 受控线性多体系统的稳态运动是多体系统动力学的重要研究内容之一。本文以简单的受控多体系统为例,建立了受控线性多体系统传递矩阵法,能方便快捷地求解受控线性多体系统的稳态运动。建立了控制力作用下集中质量和弹簧阻尼铰的扩展传递矩阵和扩展传递方程。将牛顿法和受控线性多体系统传递矩阵法的计算结果进行了比较。实例表明,受控线性多体系统传递矩阵法不仅能用于受控线性多体系统的动力学分析,而且完整地保持了传递矩阵法的所有优点。 展开更多
关键词 传递矩阵法 多体系统 动力学 稳态响应 振动 控制
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三维直角坐标系下分层地基的传递矩阵解 被引量:15
12
作者 艾智勇 吴超 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期43-46,共4页
从直角坐标系下三维弹性力学问题的控制方程出发,构造出一组解耦变换,推导出非耦合的状态方程;利用二维Fourier变换以及Cayley-Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵;然后根据边界条件和层间结合条件利用矩阵传递技术,得出了多层地基... 从直角坐标系下三维弹性力学问题的控制方程出发,构造出一组解耦变换,推导出非耦合的状态方程;利用二维Fourier变换以及Cayley-Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵;然后根据边界条件和层间结合条件利用矩阵传递技术,得出了多层地基在任意荷载作用下的传递矩阵解。编制了相应的程序,并将数值计算结果进行了比较和分析。计算结果表明:对弹性半无限体地基模型而言,结果与前人的结果是吻合的;而且土的分层性对土中位移有比较显著的影响。 展开更多
关键词 解耦变换 状态方程 传递矩阵 多层地基 任意荷载
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基于传递矩阵法的振动压实系统动力学分析 被引量:4
13
作者 刘杨 刘挺 +1 位作者 冯霏 闻邦椿 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期96-98,118,共4页
振动压实系统在工作过程中,物料受到压实作用而发生弹塑性形变,因而该系统的弹性回复力与位移关系呈现非线性与滞后性.为研究振动压实系统的动力学问题,建立了带有分段曲线不对称滞回环的二自由度系统模型,采用传递矩阵法求解该模型,对... 振动压实系统在工作过程中,物料受到压实作用而发生弹塑性形变,因而该系统的弹性回复力与位移关系呈现非线性与滞后性.为研究振动压实系统的动力学问题,建立了带有分段曲线不对称滞回环的二自由度系统模型,采用传递矩阵法求解该模型,对该模型中各单元的状态进行相关的数学描述,同时利用仿真软件对数据进行分析,得到的数据与传递矩阵方程的计算结果基本吻合.这表明所提出振动压实系统的传递矩阵模型接近实际情况,对相关系统的动力学分析具有参考价值. 展开更多
关键词 传递矩阵 传递方程 滞回环 不对称滞回系统 振动压实
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时间域航空电磁2.5维非线性共轭梯度反演 被引量:5
14
作者 强建科 满开峰 +5 位作者 龙剑波 鲁凯 ZHU Yue 陈龙伟 李俊营 毛先成 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4701-4709,共9页
对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题... 对于时间域航空电磁法二维和三维反演来说,最大的困难在于有效的算法和大的计算量需求.本文利用非线性共轭梯度法实现了时间域航空电磁法2.5维反演方法,着重解决了迭代反演过程中灵敏度矩阵计算、最佳迭代步长计算、初始模型选取等问题.在正演计算中,我们采用有限元法求解拉式傅氏域中的电磁场偏微分方程,再通过逆拉氏和逆傅氏变换高精度数值算法得到时间域电磁响应.在灵敏度矩阵计算中,采用了基于拉式傅氏双变换的伴随方程法,时间消耗只需计算两次正演,从而节约了大量计算时间.对于最佳步长计算,二次插值向后追踪法能够保证反演迭代的稳定性.设计两个理论模型,检验反演算法的有效性,并讨论了选择不同初始模型对反演结果的影响.模型算例表明:非线性共轭梯度方法应用于时间域航空电磁2.5维反演中稳定可靠,反演结果能够有效地反映地下真实电性结构.当选择的初始模型电阻率值与真实背景电阻率值接近时,能得到较好的反演结果,当初始模型电阻率远大于或远小于真实背景电阻率值时反演效果就会变差. 展开更多
关键词 时间域航空电磁法 2.5D瞬变电磁反演 伴随方程法 非线性共轭梯度 灵敏度矩阵
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马尔可夫模型状态转移概率矩阵的快速计算方法 被引量:4
15
作者 金星 洪延姬 +2 位作者 张明亮 叶继飞 王俊花 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2005年第S3期244-246,249,共4页
马尔可夫模型在系统可用性分析中,具有重要应用。马尔可夫模型求解系统可用性的关键,是分析系统可能状态,并且计算系统状态转移概率矩阵,提出了系统可能状态分析的新方法,进一步根据单元状态转移概率矩阵,提出了系统状态转移概率矩阵分... 马尔可夫模型在系统可用性分析中,具有重要应用。马尔可夫模型求解系统可用性的关键,是分析系统可能状态,并且计算系统状态转移概率矩阵,提出了系统可能状态分析的新方法,进一步根据单元状态转移概率矩阵,提出了系统状态转移概率矩阵分析计算的新方法,所提出的方法,概念清晰,便于编程计算,可用于马尔可夫模型,计算系统可用性。 展开更多
关键词 马尔可夫模型 系统状态 状态转移概率矩阵
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增量式变增益函数观测器在时变系统中的应用 被引量:7
16
作者 韩忠旭 齐小红 +2 位作者 李丹 李英魁 党增奎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第17期88-93,共6页
在增量式函数观测器IFO-KΔx的基础上,给出增量式变增益函数观测器IFO-K(T(t))Δx和增量式变增益全维状态观测器IFO-T(t)Δx的数学定义,从而使得增量式观测器的应用领域进一步扩展到非线性慢时变受控系统中。文中分别给出了IFO-K(T(t))... 在增量式函数观测器IFO-KΔx的基础上,给出增量式变增益函数观测器IFO-K(T(t))Δx和增量式变增益全维状态观测器IFO-T(t)Δx的数学定义,从而使得增量式观测器的应用领域进一步扩展到非线性慢时变受控系统中。文中分别给出了IFO-K(T(t))Δx和ISO-T(t)Δx成立的充分条件,进而得出对工程实践非常有意义的结论,即在定理所论条件下增量式观测器的设计可以避开求解Sylvester矩阵方程,从而为观测器的工程应用提供了更加完备的理论依据。工程实践证明了这一结论的正确性。 展开更多
关键词 增量式函数观测器 状态观测器 状态反馈 非线性系统 Sylvester矩阵方程
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GM(1,N)模型的离散化结构解 被引量:22
17
作者 仇伟杰 刘思峰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期1679-1681,1699,共4页
针对灰色系统GM(1,N)模型是以差分方程为基础进行参数估计的,而其时间响应函数却是由微分方程的解得到的。从差分方程到微分方程的跨越,缺乏充分的科学基础和理论依据。通过对灰色系统模型建模机理进行深入剖析,利用采样定理和状态转移... 针对灰色系统GM(1,N)模型是以差分方程为基础进行参数估计的,而其时间响应函数却是由微分方程的解得到的。从差分方程到微分方程的跨越,缺乏充分的科学基础和理论依据。通过对灰色系统模型建模机理进行深入剖析,利用采样定理和状态转移矩阵在差分方程和微分方程之间架起一座桥梁,通过算例仿真实验证明了该算法的有效性。 展开更多
关键词 GM(1 N)模型 微分方程 差分方程 采样定理 状态转移矩阵
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三相异步电机新模型及其仿真与实验 被引量:19
18
作者 常鲜戎 樊尚 科康波 +1 位作者 赵书强 克里斯托夫 西利 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期140-145,共6页
介绍了三相异步电机的一个新模型。新模型由原始的相轴线模型经过变换得到。该模型可应用在电机定子三相参数不对称的状态。计算机仿真和电机模拟实验表明:在派克方程适用范围,新模型与PARK模型的响应完全一致;当电机定子三相参数不对称... 介绍了三相异步电机的一个新模型。新模型由原始的相轴线模型经过变换得到。该模型可应用在电机定子三相参数不对称的状态。计算机仿真和电机模拟实验表明:在派克方程适用范围,新模型与PARK模型的响应完全一致;当电机定子三相参数不对称时,此时已超出PARK模型的适用范围,新模型的仿真计算结果与电机的实验数据相当吻合。新模型具有比PARK模型更广的适用范围。该模型在三相异步电机的监测及控制方面有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 三相异步电机 PARK模型 反馈控制 变频调速控制系统 仿真 实验
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用整体传递矩阵法计算旋转机械整机固有频率特性 被引量:6
19
作者 李永强 朱亮 +1 位作者 刘宇 刘杰 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1178-1180,共3页
工程中分析多转子系统固有特性常采用子结构传递矩阵法,由于具体结构的复杂性和多样性,用子结构法计算时处理繁琐,编制通用程序困难.为克服子结构传递矩阵法的缺点,给出了整体传递矩阵法计算过程.取各转子状态向量的集合作为系统的状态... 工程中分析多转子系统固有特性常采用子结构传递矩阵法,由于具体结构的复杂性和多样性,用子结构法计算时处理繁琐,编制通用程序困难.为克服子结构传递矩阵法的缺点,给出了整体传递矩阵法计算过程.取各转子状态向量的集合作为系统的状态向量,将各转子通过耦合单元联接起来,该方法不会引入未知内力和位移,也不必建立分割处的平衡方程或变形协调条件.推导了各向同性耦合单元的传递矩阵,并进行了算例验证.由计算结果可见,整体传递矩阵法计算精度较高,它保持了传递矩阵法编程简单、计算工作量小和运算速度快的特点,为开发通用软件提供了有效的方法. 展开更多
关键词 整体传递矩阵 耦合单元 多转子系统 固有频率 子结构法 状态向量
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余弦形过渡段阶梯形变幅杆研究 被引量:15
20
作者 梁召峰 林书玉 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期32-35,共4页
推导出余弦形单一超声变幅杆的等效四端网络参量.基于传递矩阵法,得到了具有余弦形过渡段阶梯形变幅杆的频率方程和振幅放大系数.在对前后段相等的这种复合变幅杆分析后发现,用余弦形变幅杆作阶梯形变幅杆的过渡段,可以得到较好的效果.
关键词 超声变幅杆 余弦形 传递矩阵 频率方程 振幅放大系数
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