動力學振動與控制學科未來的發(fā)展趨勢

摘要對近年來動力學、振動與控制的研究進展作了簡要回顧，概述了非線性動力學與振動主動控制這兩個研究熱點的現(xiàn)狀。提出了世紀之初應關注的若干研究前沿，即高維非線性系統(tǒng)的全局攝動法、全局分岔和混沌動力學，高維強非線性系統(tǒng)分岔與混沌動力學的實驗研究，非線性時滯系統(tǒng)的動力學，流體－彈性體－剛體耦合系統(tǒng)動力學與控制，碰撞與變結構系統(tǒng)動力學，微機電系統(tǒng)動力學。最后，對我國動力學、振動與控制的發(fā)展提出了一些建議。1前言近年來，傳統(tǒng)的一般力學學科以動力學、振動與控制為主要內(nèi)涵，在研究深度和廣度上都取得了重要進展。在國際范圍內(nèi)，動力學、振動與控制呈現(xiàn)一派欣欣向榮景象。通過向數(shù)學、物理學等基礎學科借鑒，與計算機、測控技術相結合，與航天、航空、機械、車輛、船舶、土木等工程學科融合，動力學、振動與控制在研究方向和研究內(nèi)容上發(fā)生了重大變化，新的研究領域不斷涌現(xiàn)，研究和實驗手段更加現(xiàn)代化。例如，通過學科交叉產(chǎn)生了柔體、剛體和液體耦合系統(tǒng)的動力學、智能結構動力學、微機電系統(tǒng)動力學等新的研究方向；在一些研究分支基礎上提煉出了帶有共性的研究方向，如Birkhoff和Hamilton系統(tǒng)動力學，高維非線性系統(tǒng)的全局攝動、全局分岔和混沌動力學，非光滑系統(tǒng)的動力學，時滯系統(tǒng)的非線性動力學等。當代科學技術發(fā)展中提出的大量實際問題，使動力學、振動與控制領域的學者面臨許多緊迫任務，需要迎接各種挑戰(zhàn)，不斷推陳出新。為了深入探討動力學、振動與控制在世紀之初的發(fā)展方向和學科前沿，加強海內(nèi)外青年學者之間的學術交流，由國家自然科學基金委員會數(shù)理科學部發(fā)起，國家自然科學基金委員會數(shù)理科學部和中國力學學會主辦，海軍工程大學承辦的“動力學，振動與控制青年學者學術研討會”于2002年3月25~29日在海南省海口市召開，海內(nèi)外20多位從事動力學、振動與控制研究的青年學者出席了會議。與會代表對于動力學、振動與控制的一些發(fā)展趨勢、研究方向和前沿問題進行了熱烈的研討，并且提出了不少好的設想和建議。通過研討，大家認為要使我國在動力學、振動與控制的研究水平上進入世界一流，應該注意以下問題：(1)當今世界，科學技術發(fā)展迅速。動力學、振動與控制早期作為從Newton,Layrange和Hamilton等人發(fā)展起來的一門基礎學科,隨著科學與工程技術的迅速發(fā)展，時至今日，動力學、振動與控制主要已經(jīng)發(fā)展成為一門從工程中提煉出的技術科學分支。因此,動力學、振動與控制包含了比較多的基礎研究內(nèi)容，應該有超前發(fā)展,并且需在研究內(nèi)容和研究方向上不斷推陳出新,與時俱進。青年學者、特別是正在成長為學術帶頭人的青年學者，要認準科學技術發(fā)展的大方向，明確自己的定位，瞄準國際上動力學、振動與控制的研究前沿去選擇和開辟新的研究領域。(2)對動力學、振動與控制的研究應該有所側重，一是大多數(shù)的動力學、振動與控制問題應該來源于工程實際問題，應從工程中提煉出動力學問題及其模型，然后運用并發(fā)展各種方法加以研究和解決。二是要注重對于解決動力學、振動與控制問題的基本方法的研究，從一些迫切需要、但又束手無策的問題著手，尋找新的突破點。上述兩個方面相輔相成，體現(xiàn)了動力學、振動與控制研究學科“頂天立地”的特色。從事前者的研究隊伍比較大，而后者的研究隊伍要少而精。(3)要從整個力學學科的基礎這一高度來充分認識分析動力學和非線性動力學的重要地位，從不同的分支學科和不同的角度研究分析動力學和非線性動力學問題。分析動力學和非線性動力學的突破和進展，往往可以帶動其它分支學科的發(fā)展，并且為工程問題的解決提供基本方法和理論。(4)要更加深入地認識到動力學、振動與控制學科中各個分支學科在理論和方法上是相互依賴、相互滲透和相互貫通的，要用系統(tǒng)和大系統(tǒng)的觀點來考察和研究動力學、振動與控制問題。動力學、振動與控制的研究范疇應該擴展到下述過程：綜合多學科的知識、方法和實驗技術來建立系統(tǒng)(受控系統(tǒng))的動力學方程→應用并發(fā)展新的動力學理論，通過解析、數(shù)值和實驗相互支持的方法進行分析→對系統(tǒng)進行被動、主動或半主動控制設計→在計算機支持的虛擬現(xiàn)實等環(huán)境下形成系統(tǒng)設計方案論證和具體設計。(5)從事動力學、振動與控制研究的學者要盡量研究其它工程學科尚不能夠解決的復雜和關鍵問題，為工程問題的解決提供研究方法和解決方案。既要借鑒數(shù)學和物理學等基礎學科的研究成果，又要在研究內(nèi)容和方法上與這些學科有顯著區(qū)別。因此，動力學、振動與控制學科所研究的問題要有工程背景和應用前景，這樣才能有學科自身的生存和發(fā)展空間。(6)要擴大學科涵蓋面，擴大研究隊伍，加強國際合作和交流。動力學、振動與控制要從傳統(tǒng)的研究領域向新的研究領域擴展，從離散系統(tǒng)擴大到連續(xù)系統(tǒng)、流固耦合系統(tǒng)等。學科交叉與綜合是產(chǎn)生新方向和新學科的土壤，動力學、振動與控制要不斷的容納新的研究內(nèi)容。海內(nèi)外從事動力學、振動與控制研究的華人青年學者要相互合作和支持，組成高水平的研究團隊。與會代表認為，在未來的十年中，動力學、振動與控制的下述研究前沿值得引起更多的青年學者重視：(1)高維非線性系統(tǒng)的全局攝動法、全局分岔和混沌動力學；(2)高維強非線性系統(tǒng)分岔與混沌動力學的實驗研究；(3)時滯非線性系統(tǒng)的動力學理論及其應用；(4)流體-彈性體-剛體耦合系統(tǒng)動力學與控制；(5)碰撞與變結構系統(tǒng)動力學；(6)微機電系統(tǒng)動力學。2研究現(xiàn)狀近十年來，國際范圍內(nèi)對動力學、振動與控制的研究非?；钴S。從比較經(jīng)典的分析動力學到與當代信息技術緊密結合的計算動力學、動力學控制，從以探索未知世界為主的非線性動力學到以工程應用為主的振動測試與控制技術，都獲得了許多重要成果。在眾多的研究領域中，非線性動力學和振動主動控制是近年來公認的兩個研究熱點。2.1非線性動力學真實動力系統(tǒng)幾乎總是含有各種各樣的非線性因素，諸如機械系統(tǒng)中的間隙、干摩擦，結構系統(tǒng)中的材料彈塑性和黏彈性、構件大變形，控制系統(tǒng)中的元器件飽和特性、控制策略非線性等等。通常在某些情況下，線性系統(tǒng)模型可提供對真實系統(tǒng)動力學行為的很好逼近。然而，這種線性逼近在許多情況下并非總是可靠的，被忽略的非線性因素有時會在分析和計算中引起無法接受的誤差，使理論結果與實際情況有著失之毫厘，差之千里之別。特別對于系統(tǒng)的長時間歷程動力學問題，即使略去很微弱的非線性因素，也常常會在分析和計算中出現(xiàn)本質性的錯誤。非線性動力學理論的研究和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了一個多世紀，在新世紀之初，為了使非線性動力學理論得到更好的發(fā)展，非常有必要回顧一下非線性動力學研究和發(fā)展的歷史。非線性動力學理論的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段。第一個階段是從1881年到1920年前后，第二階段從20世紀20年代到70年代，第三階段從20世紀70年代至今。人們對于非線性系統(tǒng)的動力學問題的研究可以追溯到1673年Huygens對單擺大幅擺動非等時性的觀察.第一階段的主要進展是動力系統(tǒng)的定性理論，其標志性成果是法國科學家Poincare從1881年到1886年期間發(fā)表的系列論文“微分方程定義的積分曲線”，俄羅斯科學家Liapunov從1882年到1892年期間完成的博士論文“運動穩(wěn)定性通論”，以及美國科學家Birkhoff在1927年出版的著作“動力系統(tǒng)"。第二階段的主要進展是提出了一系列求解非線性振動問題的定量方法，代表人物有俄羅斯科學家Krylov、Bogliubov，烏克蘭科學家Mitrpolsky，美國科學家Nayfeh等等。他們系統(tǒng)地發(fā)展了各種攝動方法和漸近方法，解決了力學和程科學中的許多問題。在這個階段中抽象提煉出了若干著名的數(shù)學模型，如Duffing方程、vanderPol方程、Mathieu方程等，至今仍被人們用以研究非線性系統(tǒng)動力學現(xiàn)象的本質特征。從20世紀60~70年代開始，原來獨立發(fā)展的分岔理論匯入非線性動力學研究的主流當中，混沌現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)更為非線性動力學的研究注入了活力，分岔、混沌的研究成為非線性動力學理論新的研究熱點。俄羅斯科學家Arnold和美國科學家Small等數(shù)學家和力學家相繼對非線性系統(tǒng)的分岔理論和混沌動力學進行了奠基性和深入的研究，Lorenz和Ueda等物理學家則在實驗和數(shù)值模擬中獲得了重要發(fā)現(xiàn)。他們的杰出貢獻使非線性動力學在20世紀70年代成為一門重要的前沿學科，在動力學、振動與控制學科的創(chuàng)立和發(fā)展過程中都占據(jù)了重要的地位，成為當代動力學、振動與控制研究的一個重要分支。近年來，非線性動力學在理論和應用兩個方面均取得了很大進展。隨著非線性動力學理論和相關學科的發(fā)展，人們基于非線性動力學的觀點以及現(xiàn)代數(shù)學和計算機等工具，對工程科學等領域中的非線性系統(tǒng)建立動力學模型，預測其長期的動力學行為，揭示內(nèi)在的規(guī)律性，提出改善系統(tǒng)品質的控制策略。一系列成功的實踐使人們認識到：許多過去無法解決的難題源于系統(tǒng)的非線性，而解決難題的關鍵在于對問題所呈現(xiàn)出的分岔、混沌和分形等復雜非線性現(xiàn)象具有正確的認識和理解。研究非線性系統(tǒng)動力學的方法可以分為定性方法(或幾何方法)和定量方法兩大類。定性方法一般不直接求解非線性動力系統(tǒng)，而是從非線性系統(tǒng)的動力學方程入手，研究系統(tǒng)在狀態(tài)空間的動力學行為。由于非線性微分方程一般沒有統(tǒng)一的精確解法，所以定量方法只研究各種近似解法，例如平均法、KBM法、多尺度法、諧波平衡法等等。定性方法和定量方法可以相互補充，定性方法可以得到系統(tǒng)解的拓撲結構和系統(tǒng)參數(shù)之間的關系，定量方法可以得到確定參數(shù)時的數(shù)值解。在研究各種復雜的非線性動力學問題時，兩種方法缺一不可。穿隨著計算作機代數(shù)、數(shù)值魯模擬和圖形技灶術的進步，非宮線性動力學理描論正在從低維牧向高塑維發(fā)展，非線飽性動力學理論吧和方法所能處違理的問題規(guī)模項和難度不斷提懼高，已逐步接糖近實宣際系統(tǒng)。在工各程科學界，以眾往研究人員對甲于非線性問題廁繞道而行的現(xiàn)摸象已經(jīng)發(fā)生了我變化榨。人們不僅力遣求深入分析非謀線性對系統(tǒng)動災力學特性的影匹響，使系統(tǒng)和違產(chǎn)品的動態(tài)設遷計、掩加工、運行與屈控制滿足日益搜提高的運行速沈度和精度需求鑼；而且開始探編索利用分岔、昆混沌沖等非線性現(xiàn)象勉造福人類。微科學理論死與工程技術總側是相互依賴和倚相互促進的，疑新的科學理論乞可以闡明并揭缸示出爛工程問題中未雁被認識的復雜惠現(xiàn)象和本質。牙非線性動力學疤理論在高科技且領域和工程實赴際問鳥題中的應用，依已經(jīng)引起了各準領域科學家們杯的廣泛關注，皇并使這門學科踢有了強大的生害命力墨。在工程系統(tǒng)只中，有許多動選力學問題都是敲非線性的，它疤們的數(shù)學模型難和運動方程可耗以用導非線性動力系戚統(tǒng)來描述。以設下僅列出若干斬機械、結構工駕程師感興趣的訪動力學、振動艘與控母制問題：琴(1)污棉航天飛機和空裙間站中柔性機激械臂、衛(wèi)星天釋線和太陽能列涉陣的非線性振歲動；等(2)濱拖航天器姿態(tài)的萌混沌運動；缸(3)棉樣系繩衛(wèi)星的非王線性振動與控瀉制；發(fā)(4)聞飛柔性機器人和舟彈性機構中的艦非線性振動；環(huán)(5)唇課內(nèi)燃機中曲軸平系統(tǒng)的非線性被扭轉振動、氣撇門機構的非線泊性振動和離心抹擺式減振器的墻非線性振動；捧(6)陳勉帶有裂紋的大節(jié)型轉子和大型撞發(fā)電機組的非糾線性振動；蔽(7)套晴滑動軸承中的具油膜渦動；爬(8)嘴過齒輪傳動和黏奸彈性帶傳動中昏的非線性振動球；鷹(9)政把金屬切削過程塞的非線性顫振胖和控制；淋(10)貝釣振動機械中的刑非線性動力學麥；出(11)母瘦高速機車行駛損穩(wěn)定性和蛇行須運動的控制；貿(mào)(12)喪碑船舶在橫浪或棚縱向波作用下口的橫搖運動、務操縱穩(wěn)定性和樂傾覆機理；寧(13)撿曾車輛主動底盤匠系統(tǒng)的時滯非漢線性動力學與忘控制；伍(14)灑奏懸索結構以及池懸索和梁結構嶄之間相互耦合彩的非線性動力謙學；啞(15)瞇童流固耦合系統(tǒng)嘉和流體誘發(fā)的拍機械結構的非嗎線性振挺動朵.倦由此可見耀，研究非線性長動力學理論和訓方法對于解決歐工程系統(tǒng)中的諷實際問題具有憂重要桂意義，非線性幅動力學的研究映進展將會對工獻程系統(tǒng)的研究棒、設計和使用名產(chǎn)生深遠的影絡響。仰2.2努寺振動控制饑對機械振燕動進行主動控具制方面的嘗試饅已有三十多年假歷史，但早期氣的進展比較緩席慢。手近年來，隨著照信息技術、測接控技術的發(fā)展橡，振動主動控浴制技術有了長察足進步，一些黎控制單方法和相應的軌測控系統(tǒng)正日拔趨成熟，并開互始在航空、航縱天、機械和土聞木工程領域得之到了皺成功應用。屢以轉子系照統(tǒng)的振動主動辯控制為例，其桿研究包括：控監(jiān)制的目標函數(shù)盼，控制器的設敏計和墾施加控制力的道方法等。其中舍，關鍵是如何尸施加控制力。沒目前，有兩類嗽施加控制力的立方法淘：一類是直接顏將力加在轉子騰上，另一類是厭通過軸承座來澇施加。一個成纖功的主動控制四作動每器應具有：緊季湊的結構，大及的作動力，大句的調節(jié)距茄離赴(樣應大轉子可能獄的最大振鏟幅石)農(nóng)，寬的跪頻率范故圍報(慮至少應包括要總控制的最高振必動頻苗率魚)跑。目前常見的摧幾種轉子系統(tǒng)等的振動主動控胃制手段有：磁餅軸承、壓電作跨動器、記憶合伶金作動器、液圈壓作動器、主洞動可傾瓦軸承諷、主震動油安膜溪(囑擠壓油爐膜古)是軸承以及盆電喪/膀磁流變阻尼器楚等。這些方法餅各有優(yōu)缺點，柿如磁軸承的不競足蒜在于軸承參振炮質量大、承載仿力小、需附加妄保護軸承等；策記憶合金和液畝壓作動器的不伍足是謝反饋速度慢等拆。到目前為止陡，只有磁軸承份得到了較廣泛選的應用?？刂破缕鞯脑O計可以裕基于跡已有的控制理幫論，但很大程低度上取決于作陸動器。衫振動主動假控制技術最引天人注目的進展誠是集傳感器、亡控制器、作動凈器與結構為一痕體，老以減振和降噪欲為目標的智能系結構。當前，卵研究的熱點是狠基于壓電傳感狹器和作動器的鷹智能湖結構，控制策蛙略則來灶自浙H弓∫凳控制、自適應托控制、神經(jīng)網(wǎng)達絡控制、非線性性控制、混合段控制等互控制理論的新碑成果。經(jīng)過大章量的數(shù)值模擬劈、優(yōu)化設計和督實驗，這類智德能結構已有許鍵多成營功的應用。大莊到對空間可展速天線、太陽能測帆板等張開時圾的振動進行主摸動控制，小到絕對提扮琴和吉他的音如箱進行振動控蓋制以改善其音轎響效果。在智腔能結構進一步嬌走向工程化、寫實用盾化的過程中，敬控制效果與測膜控系統(tǒng)的可靠肚性、經(jīng)濟性、播重量等因素的捷矛盾正日益顯步現(xiàn)。矛因此，智能結蛇構動力學尚有號許多開放的問橡題。健對于大型院結構和機械，鎖達到振動主動古控制所需推力掏的作動器通常叛價格昂貴、能污耗巨渾大、體積和重趟量也很可皆觀飾.嘆宣通過局部地、索主動調節(jié)系統(tǒng)誘動特性的方法撫來實現(xiàn)振動控窩制通伴常稱為振動半待主動控制，所胃需能耗低、也河勿需對原系統(tǒng)圾作大修改。例尿如，通過實時匆調節(jié)媽系統(tǒng)中某些零盼部件的剛度和屠慣性來改變系艙統(tǒng)固有頻率，罵可避免共振。粘具體實現(xiàn)時，騎可通蘋過步進電機和銅絲杠來調節(jié)系迎統(tǒng)中某些集中烈質量的位置，念使等效慣性或強剛度發(fā)生變化懂，也巷可采用電磁、夾氣液等手段來搞調節(jié)彈性元件允的剛度。目前搖，結構工程界示廣泛研究主動苦拉索雖，即通過液壓寄作動器調節(jié)拉丈索的張力，進礙而改變索系結房構的等效剛度嗓和固有頻率。駕近年燕來，形狀記憶邪合金、電流變拼和磁流變等功址能材料的出現(xiàn)漂為主動調節(jié)系浙統(tǒng)剛度、阻尼牛提供而了新途徑。例請如，已發(fā)展了仆多種電流變和慮磁流變可控阻喂尼器，針對轉灑子軸承、車輛銜懸架蠶、橋梁拉索等窮開發(fā)了半主動原控制技術。此治外，采用半主頌動控制的動力偶吸振器技術也萍有新顯的進展。已有筍的半主動控制填策略可分為幾構類：第一類是麗通過求解系統(tǒng)梁動力學問題，殲獲得錢可控減振誕環(huán)節(jié)的參數(shù)對袖系統(tǒng)動特性的舊影響，進而形舉成的控制策略究；第二類是根六據(jù)系統(tǒng)的動力況學模匪型和控制理論關建立的控制策喊略；第三類是眨在無法建立系據(jù)統(tǒng)動力學模型師的情況下，基敵于在削線辨識并以自聚適應控制、模諷糊控制、神經(jīng)遲網(wǎng)絡控制等為占代表的智能控償制策略。顯然典，后弦兩類的實用性洪好，也是目前復研究的重點。杠隨著對振持動控制要求的撒提高，非線性最控制和時滯控證制正日益引起慢人們的注意。般例如康，采用非線性小控制策略可解愧決繩系衛(wèi)星展?jié){開過程的鎮(zhèn)定芝問題；針對液江壓系統(tǒng)存在的高時滯爬，利用時滯反流饋對船載吊車減的擺動進行控替制；采用時滯杏反饋控制非線床性系統(tǒng)的混沌這運動串等。時滯會使旱控制系統(tǒng)的特熔性發(fā)生質的變軌化。由此引起調的系統(tǒng)穩(wěn)定性疲、分岔等問題姐正引雜起重視。追3滲牢若干研究前沿壓及其主要研究確內(nèi)容懷工程系統(tǒng)刺的動力學建模狼、分析、設計幻和控制的一般獲理論和方法是夏動力學、振動朝與控堡制的主要研究冒范疇，其總體諒發(fā)展趨勢是高澆維咐(降和無限破維揪)苦、非線性、多詳尺度和多耦合蘆系統(tǒng)子的動力學。具嫩體地說，今后同所研究的工程種系統(tǒng)日益復雜女，將包括各種帽非線性因素，覆機、奮電、磁、熱和憑流等多場耦合盛因素，邊界與賭結合部效應，掛微機電系統(tǒng)引笑起的尺度效應籠等。肌因此需要發(fā)展翠新的非線性動促力學理論、分腥析與仿真技術鋒來研究工程系鍵統(tǒng)的大范圍動扯力學睜特性，要基于伐對工程系統(tǒng)動智力學的深刻理伯解來發(fā)展新的杰優(yōu)化方法實現(xiàn)妨對系統(tǒng)的動力迎學設堂計，還要發(fā)展致各種主動控制感乃至智能控制氏來使系統(tǒng)獲得求所需的運動。搶根據(jù)我國容科學技術的發(fā)提展情況和國際拐范圍內(nèi)對動力律學、振動與控悶制的研究態(tài)勢明，可坑以歸納提煉出向以下幾個具有足共性和根本性景的前沿研究方像向，并建議加切強相應的研究寺工作安?？p3.1扛虹高維非線性系歪統(tǒng)的全局攝動霜法、全局分岔據(jù)和混沌動力學屈高維非線賀性系統(tǒng)的全局舅分岔和混沌動艱力學是目前國挽際上非線性動廁力學領域的前夢沿課損題，并且已經(jīng)蒼列入我國力學粥學啄科績“斑十霉五好”偽發(fā)展規(guī)劃。大巷部分工程實際塵問題都可用高懸維非檢線性系統(tǒng)來描銜述，并且大多貴數(shù)都是高維擾瘦動鳴Hamilt臘o悲n鬧系匠統(tǒng)貿(mào).忘然而目前研究番高維非線性系標統(tǒng)衛(wèi)的全局分岔和披混沌動力學的兆方法還不是很錘多，對于高維忠非線性系統(tǒng)的焰全局動力學特兵性研黨究的還不是十喬分清楚。對于章高維非線性動拼力系統(tǒng)來說，津其研究難度比彎低維非線動力享系統(tǒng)愧要大許多，既旅有數(shù)學方法上匙的困難，也有廢數(shù)值計算和幾懸何描述上的困艷難。對于高維閱非線直性系統(tǒng)和無限果維非線性系統(tǒng)逐，從理論上講毒雖然可用中心曠流形理論和慣伶性流形理論對溫高維嫩非線性系統(tǒng)和騙無限維非線性紗系統(tǒng)進行降維娘處理，使系統(tǒng)爸的維數(shù)降坊低丟.蚊但是降維后的致系統(tǒng)其塞維數(shù)還是相當絡高的，并且高竹維非線性系統(tǒng)啄中的穩(wěn)定流形輪和不穩(wěn)定流形犬的幾何結構難卡于直世觀的構造和描季述，因此發(fā)展圓能夠處理高維由非線性動力學徐系統(tǒng)的研究方棗法是非常重要鞠和迫舒切蝶的紅.桑如何研究高維肌非線性系統(tǒng)的膀全局攝動法、款全局分岔和混棚沌動力學，對裳于解決工程實蹈際問題至關重艘要。對于高維播非線性系統(tǒng)，羊其研究內(nèi)容可筐以從以下幾方獎面開展：崖(1)皺床基太于育Kovaci哀c-Wigg彼in梢s六全局攝動法質、映Haller飽-Wiggi抄n心s赴所提出的能慢量為-邀相位法方法、悼以兵及耗Camass攻a域和等人的廣導義金Melnik孕o廉v咸方法，發(fā)展適義用于研究高維燕非線性系統(tǒng)全罷局分岔和混沌竹動力學的全局捉攝動法，使這分種全局攝動法吳能夠研究大部栽分高維非線性毀系統(tǒng)，能夠解屆決三淹自由度非線性宇系統(tǒng)的全局分現(xiàn)岔和混沌動力太學問題。收(2)節(jié)絮利用標食準倉Melnik遭o尚v符方法、微分幾迫何理論和不變申流形纖維叢理抽論發(fā)展用于研遭究外周期芹激勵作用下多掩自由度非線性交系統(tǒng)的全局攝湖動法，使這種汗方法能夠解決芒含外周期激勵撞的多乖自由度非線性趁系統(tǒng)的全局分挎岔和混沌動力丑學。研究高維砍平均系統(tǒng)的同形宿分岔、異宿跳分岔菌和全局分岔，月找出平均系統(tǒng)咸中由奇點組成帶的奇點環(huán)，進極而研究高維平繞均系統(tǒng)中體的旱Silnik孩o湯v做型混沌運動。游(3)業(yè)蓮研究高維平均磁系統(tǒng)的規(guī)范形盞，當解同時具捉有一對雙零特牙征值和一對純時虛特征值，一贏對雙零特征值值和二對純虛特雀征值，二對純童虛特征值或三握對純虛特征值檢時，研究高維淘規(guī)范石形和普適開折網(wǎng)的計算。當高連維平均系統(tǒng)解刺具有二對或三門對雙零特征值睛及幾對純虛特乞征值簡時，在共軛算姜子法，多逃重英Li寬e餓括號方法直接北方法的基礎上者，利桿用疏Mapl侵e棉符號程序給出奔簡便謎有效的計算高鉆維非線性系統(tǒng)進的規(guī)范形和普徑適開折的方法遇，使之得到最章簡規(guī)范形。邁(4)藥銜利用高維規(guī)范坡形和普適開折雙理論研究外周僵期激勵作用下懶二個和三個自突由度非線性系校統(tǒng)當解具有二梢對或三對雙零田特征值及幾對遲純虛特征值時績的高余維退化丘分岔、全局分丙岔和彩解的穩(wěn)定性判煌斷。娘3.2久燭高維強非線性個系統(tǒng)分岔與混活沌動力學的實訂驗研究樓隨著非線姑性動力學理論糾的發(fā)展和數(shù)值綱計算能力的迅模速提高，高維管強非線性系統(tǒng)潤的動售力學特性的數(shù)弟值研究成為非興線性動力學研干究中非?；钴S宰的領域，尤其攪是在非線性系飽統(tǒng)的豈分岔與混沌動肝力學的研究方沈面發(fā)表了大量蹄的論文。盡管旨在數(shù)值分析中銳發(fā)現(xiàn)了大量的撐分岔哥與混沌現(xiàn)象，堪但對這些現(xiàn)象四的非線性本質哨還缺乏深入了渡解，尤其是缺莖乏有關的實驗秘研究當和驗證。煩通過開展頃對于高維強非騎線性系統(tǒng)分岔請與混沌動力學糠的實驗研究，州對這類系統(tǒng)的駝動力尚學特性的更為遙深入的理論研舌究和數(shù)值計算內(nèi)具有重要的指踢導作用，對非循線性動力學分鉆支學嘩科的發(fā)展和實殃際工程應用將限具有重要的促昨進作貌用勻.催這方面的研究污內(nèi)容可以從以功下幾方面開父展：穗(1)粗溜用于高維強非鴿線性系統(tǒng)分岔杰與混沌動力學薯實驗研究的試究驗裝置設計與需實現(xiàn)，包括實油驗信號的提取稻和處理方法研承究，分岔與混周沌運動控制方臘法的實現(xiàn)等。駱(2)午皇高精度參數(shù)控授制系統(tǒng)的研制若和設計。考慮物非線性控制問享題，快速反饋充控制問題，研勁制頻率寬、作糊動力大、動力預學特性簡單、賣尺寸小和控制勵方便的作動器四。導(3)余灘實驗得到的高學維強非線性系奪統(tǒng)分岔與混沌杠動力學等的響哈應形癥式守(誤周期、擬周期習、混沌哀、盾Poinca容r末e恰圖停等燦)好的定義方法和持與理論定義的遮相對一致性的跟研究。濫(4)手定轉子系統(tǒng)穩(wěn)定昂性的實驗研究委，利用實驗方柱法對造成轉子剪失穩(wěn)的因素進巴行更精細的分南析，例如研究針強非線性油膜行力的影響問題胡；研究多種因桶素共同作用時紐的穩(wěn)定性問題謠。無3.3某馬時滯非線性系債統(tǒng)的動力學理養(yǎng)論及其應用曾許多動力很系統(tǒng)隨時間的場演化不僅依賴付于系統(tǒng)當前的捷狀態(tài)，而且依初賴于系統(tǒng)過去匠某一另時刻或若干個墾時刻的狀態(tài)，鳥這樣的系統(tǒng)被毀稱作時滯動力隆系統(tǒng)。工程系鐮統(tǒng)中的時滯通續(xù)?？稍鲆詺w結為下列件情況之一或幾寒種情況的組合熱：夜(1)疤躍測控過程中的桐測量時曉滯握(守如視網(wǎng)膜對視燭頻映像的處理尺、綢喚機器人分析電造視圖燦像姻);設(2)黎振信號傳輸中的倆時名滯械(慚如地殼的波動年、化學反應的下流動、電磁波候傳輸里等故);嘴(3)性偽形成控制決策牽所需的時惠滯馬(揉如數(shù)字控制器蕉的運算過程、鹿人腦的分析與書判束斷例);排(4)菜區(qū)建立作動器輸備出所需的時際滯伏(均如液力作動器埋從接受驅動信即號到產(chǎn)生推半力北);敢(5)嘴叼系統(tǒng)的物理和勸化學性質導致鳳的時滯等。釘因此，許慮多動力學控制鍬系統(tǒng)需要用時窄滯動力系統(tǒng)來餓描述。此外，鎮(zhèn)時滯動力系統(tǒng)蜂還是啦描述金屬切削估過程顫振、生暫物系統(tǒng)演化等華問題的數(shù)學模弊型。一方面，睡動力系統(tǒng)中無樓法避握免的時滯會改尊變系統(tǒng)特性，聯(lián)使系統(tǒng)失去穩(wěn)繡定性，甚至使珠系統(tǒng)的演化呈留現(xiàn)復雜性。另詳一方抹面，時滯控制欄比較容易實現(xiàn)榴，可以通過它屬來改善系統(tǒng)的嘆動力學特性。屈例如，混沌空川調就硬是利用時滯反圖饋控制來產(chǎn)生對混沌信號，柔蒸和地調節(jié)室溫寸。對于動力學淺、振動與控制卡學科欺而言，時滯動繭力系統(tǒng)的研究承通常直接涉及尸到動力學和控妨制兩方面的內(nèi)賺容。然而，與休常微宗分方程和偏微坑分方程所描述狗的動力系統(tǒng)相維比，時滯動力證系統(tǒng)對應于泛眼函微分方程，種其初胞始狀態(tài)空間是衣一個無限維空墊間，并且這個毀無限維空間沒衫有多少特殊的膽性質，理論分苦析往供往非常困難。僑對于時滯非線另性動力系統(tǒng)的煩穩(wěn)定性分析，皂特別是失穩(wěn)后喂的動力學行為概的分陷析還沒有成熟凡的、可直接應姥用的方法和理排論，更談不上血數(shù)值計算方法撈。時滯非線性余動力杰系統(tǒng)有著比用踏常微分方程所托描述的動力系巷統(tǒng)更加豐富的欠動力學行為，貌例如，一階的益自治曾時滯非線性系快統(tǒng)就可能出現(xiàn)疑混沌運動。另鹿一方面，時滯職因素的出現(xiàn)往剩往會導致常微浙分方氣程所描述的系共統(tǒng)中的混沌運憐動消失。因此掠，開展對時滯趕動力系統(tǒng)的研畜究既有重要的仆意義裂，同時又是富徑有挑戰(zhàn)性的任列務。序迄今為止峽，國內(nèi)外對于假時滯動力系統(tǒng)箏的研究主要集取中在以下幾個藝方學面蘭:杰(1)獸宏從數(shù)學角度將望時滯動力系統(tǒng)處作為泛函微分綿方程，研究解胃的存在性、唯釀一性、振蕩特弄性等。牽(2西)叮對線性時滯動訓力系統(tǒng)進行穩(wěn)幸定性、魯棒穩(wěn)爽定性分史析活.找這方面的論文虧很多，并已有臭若干燭專著。廣(3)初抓針對一些特殊索的時滯非線性潮動力系統(tǒng)研究伐其周期解，特太別是平凡解經(jīng)接過工Hop讀f檔分岔形懷成的周期解及議其穩(wěn)定性。這箱方面的研究主斬要集中在生物舉數(shù)學界，對于扮分岔的研究尚揀限于玉非退化榆的蹦Hop問f故分岔。章(4)謀傅針對實際工程尚系統(tǒng)，如切削離顫振、機器人距控制、車輛半才主動懸架、車坡輛轉向動力學蘋、保密通訊等振，通過研究時仆滯對系統(tǒng)特性斃的影響來改善忌系統(tǒng)動特性。截從國際范趨圍內(nèi)看，時滯熔因素對動力系臨統(tǒng)的影響機理釘正日益受到重奮視。我國學者找在這催方面的研究已悼經(jīng)有很好基礎夫，有一些研究坐論文發(fā)表在高萌水平國際期刊眾上，并出版了伏專著困。但研究隊伍扁規(guī)模小，研究召方法尚未形成鞋體系，所得的即結果還是局部么的，在時滯引申起動輸力系統(tǒng)復雜性膠的研究方面與銀國外學者的研急究工作尚有差基距。因此，非翼常有必要加強戲對于布時滯非線性動該力系統(tǒng)進一步貝研究。值得注滔意的研究內(nèi)容峽有：武(1)吹雪非線性時滯動波力系統(tǒng)的辭非雄Hop垃f妙分岔、高余維已退化分岔（如饒退化墾的圾Hop朽f媽分岔）分析與希計算方法。展(2)門皺非線性時滯動噴力系統(tǒng)中混沌蠶產(chǎn)生的機理與斃條件，對混沌栽進行時滯控制毯時控制策略的迷理性構造方法嬸。瞇.稅(3)筋鎮(zhèn)非線性多時滯概動力系統(tǒng)初值惹問題、周期解爪問題的高效數(shù)貫值計算方法，拳以及相應的穩(wěn)糠定性計算方法池。秤(4)貧溜非線性多時滯粥動力系統(tǒng)的實鼓驗建模方法，材包括時滯參數(shù)屯的可辨識性研班究，人機交互猴過程的模型建肌立等。沾3.4虛現(xiàn)流奸體芝-騾彈性段體涼-源剛體耦合系統(tǒng)脊的動力學與控勿制聯(lián)流固耦合秀動力學是固體略力學和流體力困學交叉形成的貿(mào)一個動力學分燃支，主要研究都變形樓固體和流體兩肯種介質之間的壁交互作用，即絡在流體動載荷禮作用下固體產(chǎn)夜生的變形和動好力學純響應，而變形示和動力學響應況反過來影響流遷場從而改變流踢體載荷的分布訪和大小。多柔約體系野統(tǒng)動力學是固職體力學和動力笨學交叉形成的難一個動力學分淺支，主要研究加大范圍的剛體旁運動讀和柔性變形的燭相互影響，剛主體運動產(chǎn)生附寨加的慣性力影丈響變形，而變仙形產(chǎn)生剛體的陡質心健和慣性張量的炒變化從而影響困剛體的運動。意流體－彈性體偏－剛體合系統(tǒng)添動力學與控制析則是董上述兩個交叉箱學科的進一步端交叉與融合，洗從學科上來看待涉及固體力學珍、流體力學、獸計算說力學、動力學寫、振動與控制液等學科，從工腹程上來看與航家天、航空、航不海、動力機械幸、石蜂化、生物等領司域均有密切的便聯(lián)系。拋流藍體處-抵彈性處體稠-柳剛體耦合系統(tǒng)羞具有以下一些橡特浪點漂:吩(1)訴蜂多介質耦合：運系統(tǒng)中剛體、決彈性體、流循體狡(大液體和氣恰體妥)饅等多種介質相駛互耦合作用，口其特點是固體姐運動、流體運廉動和剛體運動在均不可能單獨世地求解，無法喉顯式地消去描靈述流式體運動的獨立征變量，或描述煌固體運動的獨梳立變量，或描叔述剛體運動的奉獨立變量。這枕里的薯剛體可能是可粘以處理成剛體塔的真實物體，退也可能是刻畫西系統(tǒng)整體運動左的剛體運動模條態(tài)。伐(2)送捐非線性特性：婚剛體的運動和呈系統(tǒng)整體的運孤動一般是大范騾圍的非線性運稈動，因此非線畝性因素是流摟體抄-木彈性毫體床-唱剛體耦合系統(tǒng)棗的固有特點。匯(3)伍歲多時間尺度效芳應：剛維體久(概或系統(tǒng)整塵體裕)找、彈性體和流線體運動的特征馳周期一般屬于安兩個友以上不同的時電間尺度。歲(4)寺釀變結構特性：爪有些系統(tǒng)中含世有機構，可以鄉(xiāng)在一定條件下泥鎖定，如衛(wèi)星見的太陽能電池烤帆板展開鎖定放，機械手抓取哄載荷等。產(chǎn)流體－彈冬性體－剛體耦宴合系統(tǒng)的動力霞學與控制涉及駛的學科面廣，辜難題也自然多支。今須后一個階段，卸下述關鍵問題病應引起重視：劃(1)圣渾動力學建模問民題：包括如何謝建立準確描述霉系統(tǒng)耦合動力寒學行為的數(shù)學技模型，如何建芝立工程上實用語的簡化模榮型尸(雹或等效?；倚吐?機及其簡化準則御，如何通過實儀驗進行模型驗掘證等。惑(2)鍬孔計算問題：由看于計算對象屬助于多時間尺度若、多介質耦合蘇問題和非線性惰問題，因此其病難度很大。需尚要重點研究如換何最簡便地描冷述運動，解決叼計算中的剛性角問題，提高計瞧算效廣率等。舉(3)上學研究單柔性輸迅流管，雙柔性叨輸流管以及多帝排輸流管的全齡局動力學。建煎立流固耦合的諒非線性動力學羊方程，利險用煙Galerk限i天n熱方法把這些非耍線性機械系統(tǒng)尤簡化成含參數(shù)她激勵的低維籌非線性動力系竊統(tǒng)，研究系統(tǒng)纏的局部分岔、闊全局分岔以及雞混沌動力學。脈(4)短蹤研究在風作用等和支座運動情利況下柔性索和捐柔性梁耦合的脂混沌動力學，悶建立水平索和濟斜拉索與柔性全梁耦合情況下榜的非線性動力肉學方程，研究疾系統(tǒng)在多種共局振情況下的全鞏局分棚岔和混沌動力屯學，確定多脈侮沖同宿軌道和餃多脈沖異宿軌姥道。歷(5)果沒研究貯液箱中張液體與貯液箱佳之間相互作用豬的非線性動力嘴學、全局分岔懂和混沌動力學侄問題，建立合奏適有效的動力絕學控制方程，浴研究系統(tǒng)在多叫種共振情況下瞇的全局分岔和嗎混沌每動力學。棗3.5園眾變結構動力學肺與碰撞振動殃變結構動鏟力系統(tǒng)在工程旁技術領域有著齡廣泛的應用背語景，如航天器卵的交會對接，爆空間李機器人捕獲衛(wèi)喊星，步行機器池人、飛行器分齊導、以及結構剝中的間隙作用膜等等都屬于這基類動殼力系統(tǒng)的研究征范疇。在精密性機械、圖象處程理和生物技術沫中的許多問題忘也都存在著許順多約鉆束性質發(fā)生突否變的類似現(xiàn)象島。如何合理的返描述變結構系詞統(tǒng)的動力學過希程已成為解決肺當前燒包括航天工程膚、機器人技術廊、生物工程等迎許多工業(yè)領域膚的基礎性研究飲課題。伙變結構動泥力系統(tǒng)涉及到兔許多基礎性和堵應用性學科的籠交叉。由于這終類系統(tǒng)包含運病動過增程中約束性質福的變化，因此變，其動力學過躲程是非光滑、泥甚至不連續(xù)的毫過性程容.炸從數(shù)學意義上歐來看這類系統(tǒng)伯可以歸并為一森類含不等式約晃束的非線性微房分慣-崗代數(shù)混合系統(tǒng)質，對這類系統(tǒng)抬解溉的性質的研究棒涉及到不等式侮變分原理、穩(wěn)姑定性理論、含談線性并協(xié)性條鄭件和非線性并瞧協(xié)性賀條件的數(shù)學規(guī)魂劃問題、以及筍相關的數(shù)值算滲法等當前應用便數(shù)學領域研究有的內(nèi)容。從力贊學意話義上來說，變作結構系統(tǒng)在約往束性質變換的該過程中，一般柴要含有碰撞接宮觸的過程，正息確的膛刻畫碰撞過程扒的作用機理是妨解決這類問題拘的理論基礎。多牛頓逼、礎Poisso奶n屈及落Whitta休ke鼠r策理論蘿構成了經(jīng)典碰攝撞動力學理論滿的框架，但實拌際上它所能處抱理的問題僅限燥于兩個球狀近駕剛性切物體的正碰撞桶或斜碰撞問題品。因此，在將潮經(jīng)典的碰撞動摸力學理論引入親到變結構系統(tǒng)兇動力例學時，我們必鏟須重新認識經(jīng)竄典碰撞動力學剃理論中所包含泳的簡化假設。身這些假設包括此：迷(1)逢底碰撞瞬態(tài)假設密；鷹(2)兔學碰撞局部性假栗設誘；印(3)籠轉碰撞法向運動浴不受切向運動開影響的假設紫；醒(4孝)槽恢復系數(shù)只依上賴于碰撞體材鏈料性質，而與斑碰撞體的幾何怎形狀和運動條聾件無關的假設堂；卡(5)殺沖切向沖萬量輛Whitta薯ke照r愚理論來確定的李假設。談當把經(jīng)典皺的碰撞動力學周理論推廣到多頌柔體系統(tǒng)的碰度撞問題時，引耗起的問題更多蛋。我扣們必須注意到院柔性體發(fā)生碰愁撞時可能激發(fā)重的多種不同的爛運動形式囑：側(1)匹彎碰撞體的整體北運杠動枝；增(2)竄咸碰撞體在碰撞倚點臨近的局部絲變形運動申；侵(3)冰拳柔性體的結構山變形運動漏；播(4)宜剪應力征波的傳播等。勝同時，變結構波動力系統(tǒng)與計南算力學的發(fā)展箱緊密相關，碰拉撞接觸的過程刷實際解上是一個含動露邊界的相互作晶用的過程，目雕前在計算力學瞧領域備受關注豆的無網(wǎng)格數(shù)值欠技術鴿方法為精細研對究碰撞作用過唉程的力學性質共提供了可搬能皺.竄變結構系統(tǒng)往跨往是一個受控沖的多體僅系統(tǒng)，碰撞過謙程的強非線性逗因素對控制器褲的設計提出了穗更高的性能要煙求，這包括對扣控制斬器的魯棒性、禁穩(wěn)定性、以及品系統(tǒng)在執(zhí)行機堪構受限條件下山的最優(yōu)控制問外題等?？梢钥聪x出，式碰撞與變結構歡動力學不僅具叫有廣泛的工程潛應用背景，并確且涉及到多體籠動力學、計算癥力學宵、應用數(shù)學、篇控制理論等多諒學科共同關注廁的基礎理論問偽題，因此，開啟展碰撞與變結樸構動沃力學及相關的銳碰撞振動研究塑具有重要的理逃論意義和工程肺價值。主要研賊究內(nèi)容有以下勇幾方捐面：禾(1)撒件碰撞作用過程枝力學機理的研鳴究碌.舌包括基于能量墾表述的碰撞簡誘化模型的實現(xiàn)嘗，碰撞過程柴中的能量分配忙規(guī)律，以及對靜碰撞過程中切攻向運動和法向冬運動的相互作順用機理等。躲(2)催肢變結構動力學幻過程整體動力蠟學特性的描述壞。包括對含并詳協(xié)性條件微分存代數(shù)混合系統(tǒng)命的解的性質、寨全局穩(wěn)定性、籌以及相關的數(shù)乎值算法。拘(3)式緩動邊界問題的碼處理技術。包輝括利用無網(wǎng)格藏數(shù)值計算方法獵解決含大變形胡和碰撞接觸的藏變結構動力學秩問題。薦(4)淹屈變結構動力系畏統(tǒng)的控制問題策的研箭究搶.差包括研究含碰愛撞與接觸約束佩的變結構系統(tǒng)泳控制策痛略的魯棒性、結穩(wěn)定性、以及愿相關的最優(yōu)控愈制策略問題。耗(5)竭桐含間隙的復雜唯機械、結構系帽統(tǒng)碰撞振動分粥析，包括碰撞啟振動的類型、像運動穩(wěn)定性、北分岔及混沌的洋分析與控制等吼。客3.6依夾微機電系統(tǒng)動輔力學帆近年來，才微機電系貞統(tǒng)蔑(micro設elect遙ro-mec滾hanica傲lsyst檔em,ME倘MS愧)詠正走出實驗室詠，成框為顧2肥1敘世紀初的新興腦產(chǎn)業(yè)。僅從國接防科技工業(yè)領謠域看冊，戰(zhàn)MEM孤S荒技術將用于各雜種微型武器系裝統(tǒng)嘉，形成具有新她的競爭力太的阻“魂智能軍膛火纏”留。西方發(fā)達國固家正在積極研棋制用于軍事目種的的微備型航空器、重鍋量份在向1k憐g隙級、甚稅至墻0.1k窮g嚇級的納米衛(wèi)星匠等。而它們的陡實現(xiàn)必須借助泛各種微發(fā)旁動機、微慣導幕儀器、微傳感糠器、微執(zhí)行機土構。與傳統(tǒng)機遇械和結構相比胞，棚MEM衰S努的研制過程蠢更具有設計與勻制造一體化的巧特征。目前，嚴對駕MEM參S梁的設計多還在涂器件水平。除劍了少數(shù)二維做器件的設計外早，多數(shù)設計借通助吃于缸ANSY通S隔等商品化軟件廉進行試湊；除籃了一些微加速運度計的設嘆計外，多數(shù)設蝦計尚屬于結構猴靜強度或機構箭運動學范疇。余可以預見，隨禿著痕MEM應S圈的實用化，絡其動力學問題成將日益引起人軋們的關注。例籮如，對于微發(fā)殺動機中的運動恨部件、微慣導初儀器慌，必須從動力凡學角度去進行忍分析和設計。臘微機電系統(tǒng)動豐力學方面的研壤究國內(nèi)外均起搜步不燕久，以下是若樂干值得注意的集問題：克(1)債缺多學科耦合的假大規(guī)模動力學移模擬。許跡多露MEM婆S雞包括了固體、蘇流體、熱傳導誕、電磁、靜縮電等相互作用雕。例如，在微停米尺度的流速姨計中，集成了傲限流元件、壓都力傳感器、放乳大電辦路等。對其進德行動力學模擬同需要使用含計概算流體力學模探塊買的風ANSY公S借有限元軟件惹包漠FOLTRA誦N醬和電網(wǎng)絡模擬版軟傅件水HSPIC犬E衛(wèi)，聯(lián)合解決多性學科耦合蓮的促MEM纖S村仿真與設計。舍僅從流體力學連看，仆又可能包括自易由表面和表面里張力、非牛頓芝黏性流、非均舟勻多相流、懸射浮流體、表面賓吸收惜和催化作用、辣混合、多介質坦傳導、熱傳導居和輻射等。因紛此，需要有適兵應各種學科和餓各種井方程的網(wǎng)格生尿成技術及動力拒學求解銜器村.芒由于說對狂MEM葬S湯精細建模的需穴要，上述多學催科耦合的數(shù)壯值模擬規(guī)模非胃常大。目前頂，抹MEM往S肢的動力學研究查中，處吉理押10,00把0非個自由度的線作性問題已屬述常規(guī)，但更大乞規(guī)模的多學科扎耦合數(shù)值模擬甩還有許多困難偽。鹿(2)抄蠅尺度效應分析網(wǎng)。目前，凡對符MEM曉S偵器件的尺度效館應研究主要針急對強度、摩擦豪與潤滑等問跪題，很少針對近動力學問題。懼已有實驗表明煌，對于基于共爺振或濾波原理略的微傳感器，鳳其工侄作頻率范圍賣達皮kH暢z愚或槳GHz,本頓會產(chǎn)生由于尺其度引起的穩(wěn)定莖性問題。隨著冬尺度縮小，對惹于宏觀則器件可忽略的步失穩(wěn)變得突出容。當器件尺度題很小時，溫度鄙、驅動功率孔、驅Brow砌n緊運動萬、孕Johnso早n岔噪聲、光子、李電子、吸收分依子的波動等都味影響噪聲特性丟，有可能限制尋超微傳感器的葉應用費.隔這些都琴是好MEM仆S撐發(fā)展中需要認鉆真解決的動力島學問題。儲(3)則守非線性動力學破分析啦。簽MEM回S償中的非線性主疾要源于微機構挎、微驅動性器僻(托如靜電電射機悟)銅，例釀如柔性鉸產(chǎn)生橋的幾何大變形稱、摩擦等。目庸前，對非線性彩問題的研究主從要采疲用紗ANSY廚S勒軟件進老行非線性有限華元建模和瞬態(tài)成響應數(shù)值模擬屠。幾乎未從非祝線性動力學的留高度來研究非摟線性車振動、動力穩(wěn)摔定性等問題。岸隨著微機構和淋微驅動器實用灶化，轉速高繞達礙100000婆r/min茶的微馬達將投節(jié)入使用，高速租旋轉機械和機稼構的動力學問彼題必將引起關鐮注。個(4)峰貌納米機械的動帝力學模擬。式當潔MEM纏S爸中器件的尺度蒼小到納米量級鋼時，基于連續(xù)扛介質力學盡理論的建模方戴法將失效。目勵前，對納米機夕械的設計尚處該于探索階段，幼例如采用分子討動力拋學模擬方法研稍究納米齒輪的靜可行性。該方宋法引入了許多瞇假設，從而有牙一系列局限性制，如籃不能計入量子吼效應，計算規(guī)么模還只能到上脖萬個粒子，難云以對具有支鏈蹄和環(huán)狀結構的涉柔性烈分子進行模擬阿等。因此，有積必要研究介于六量子力學和連棚續(xù)介質力學之劑間的動力學，耍使之史能用于納米器就件的動態(tài)模擬碼和設計。輕4繩季與發(fā)達國家研街究水平的對比澡近年來，勞我國學者在動餐力學、振動與侮控制的理論和席方法研究方面耕取得了許多新耕進展吳，縮小了與國緒外先進研究水袍平的差距。例腿如，在分析動撤力學、多柔體輔動力學、非線長性動篇力學、分岔和薯混沌動力學分針析、非線性隨峰