基于Liu混沌系统的机构综合求解方法研究

将牛顿迭代法与混沌序列相结合,首次利用Liu提出的新混沌系统的混沌运动产生混沌序列作为机构综合问题求过程的牛顿迭代法的初始值,从而求出所有解的新方法,并以平面铰链四杆机构的导引综合为例,研究了利用该系统混沌运动对机构导引综合问题的求解方法,得到了能近似实现给定运动条件的多个机构方案,使机构运动综合的多方案优选成为可能.     

欠驱动平面五杆机构混沌运动的控制与反控制

对于欠驱动连杆机构,混沌的控制和反控制研究是避免或利用其混沌运动的关键问题。在欠驱动平面五杆机构中加装一个线性弹簧,改变了机构的受力状况,从而实现了对机构混沌运动的控制与反控制。以弹簧安装位置为参数的分叉图显示,不同的弹簧安装位置可以使机构呈现出混沌运动、周期运动等多种运动形式,弹簧的安装位置可以通过螺旋机构进行调节,这样就形成了一种简单、有效的机构混沌运动控制和反控制的方法。机构运动的相图和最大Lyapunov指数验证了方法的有效性。     

变参数欠驱动平面五杆机构的混沌运动

在机构运动过程中,如果机构的参数发生了变化,则机构的运动状态也必定会发生变化。以欠驱动平面五杆机构为例,研究滑块质量动态变化对机构运动的影响。以Simulink/SimMechanics和排列熵为主要研究工具,通过对机构混沌运动边缘分析,确定出了机构周期(准周期)运动、混沌运动的条件。在此基础上,分别以周期(准周期)运动和混沌运动为机构的初始运动状态,研究滑块质量有规律地增加的情况下机构的运动状态。研究表明,无论机构初始运动状态是周期(准周期)的还是混沌的,经过一定的时间之后,机构的运动状态都是混沌的。     

转速对混沌振动筛机构的响应分析

在《混沌振动筛机构的研究》[1]一文中,提出了一种欠驱动冗余自由度为1的混沌振动筛机构设计方案,从系统的运动方程式可知,机构的任何一个运动学参数和动力学参数值都会影响到机构的运动状态。重点讨论构件的转速ω1对机构混沌运动的影响。     

平面2R机器人中的混沌运动现象

利用混沌数值分析法中的Poincare截面积法和最大Lyapunov指数分析法，对平面2R机器人基于多变量比值微分控制时的混沌运动现象进行了研究。分析出该动力系统由倍周期倒分岔进入混沌运动状态；并获得了混沌运动产生的参数条件。所得结果对进一步改善机器人的混沌控制和动力学特性具有指导意义。     

永磁同步电机-2R机构多非线性耦合系统动力学分析及混沌控制

以研究多能域耦合系统的现代建模方法之一——键合图为基础,建立了永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)-2R机构多非线性耦合系统数学模型,并采用龙格-库塔法对其进行求解。在该耦合系统中,通过双参数混沌边缘法、分叉图以及最大李雅普诺夫指数,分析了多非线性系统之间的耦合作用对系统动力学特性的影响。当各子系统均处于混沌运动状态时,用通过主动控制方法调整耦合强度对其混沌运动进行了控制。研究发现,当耦合子系统都处于混沌运动状态时,由于子系统之间的耦合作用,系统动力学特性也随着耦合作用强度的改变而改变,耦合强度增大,系统混沌吸引子消失,逐渐从混沌运动状态变成周期运动状态。     

运动副间隙对汽车摆振系统非线性动力学行为影响分析

在前期研究中发现运动副间隙对机构的动力学响应影响显著,因此做出转向系统中的间隙也会对转向摆振系统的响应产生重要影响的推断。为此,将转向梯形机构简化为一个连杆机构,并就机构中运动副间隙对转向系统摆振的影响进行了分析。借助拉格朗日方程建立考虑转向机构运动副间隙的6自由度转向系统摆振动力学模型,基于该摆振模型,应用四阶龙格－库塔法对间隙参数发生变化时摆振系统的响应进行仿真分析。通过仿真分析结果发现：转向机构运动副间隙是诱发转向轮摆振系统混沌运动的重要因素,在摆振系统建模过程中应予以充分考虑;随着运动副间隙增大,转向摆振系统会由周期运动状态经过拟周期运动状态逐渐进入混沌状态,造成摆振运动加剧。相关结论可为转向系统摆振的有效控制奠定理论基础。     

含间隙RU-RPR解耦并联机构动力学建模及混沌现象辨识

为适应高速、重载、精密等工程需求,机构动力学特性及其蕴含的混沌现象日益引起重视。以自主提出的RURPR(R为转动副,U为虎克铰,P为移动副)两转动解耦并联机构为研究对象,针对运动副存在间隙状况,应用拉格朗日法建立间隙机构动力学方程,并采用Runge-Kutta(龙格-库塔)法予以求解;分析不同间隙大小对机构动态特性的影响,并借助相轨迹图、庞加莱(Poincare)截面映射法及李雅普诺夫(Lyapunov)指数进行机构混沌现象辨识。研究结果表明含间隙解耦并联机构动力学响应中存在混沌现象,并且随着间隙的增大,混沌现象愈加明显。所作工作是并联机构混沌动力学特性研究的有益尝试,对解耦并联机构动力学深入研究及进一步的样机研制与控制具有指导意义和实践价值。     

利用排列熵确定平面欠驱动五杆机构的混沌边缘

排列熵是信号复杂性的一种度量。文章提出利用排列熵值确定平面欠驱动五杆机构的混沌边缘。首先利用MATLAB中Simmechanics模块建立欠驱动五杆机构动力学模型,提取随杆长变化的位移、速度的多组时间序列,然后计算排列熵并绘制熵值随杆长变化的曲线,根据排列熵曲线的变化趋势确定机构运动的混沌边缘。最后利用相图和最大李雅普诺夫指数法对确定的混沌边缘进行了验证。研究表明利用排列熵值曲线可以正确地确定出机构的混沌边缘。     

一种含间隙并联机构动力学仿真与混沌响应分析

以自主提出的一种两转动一移动解耦并联机构为研究对象,考虑机构虎克铰中间隙,应用拉格朗日法建立机构动力学模型,根据Lankarani-Nikravesh接触力模型计算法向接触力,采用AMBROSIO提出的修正的Coulomb摩擦力法则计算切向接触力,并借助MATLAB软件予以数值求解;绘制机构相轨迹图,基于wolf法计算最大Lyapunov指数并据此定量判别机构的混沌运动,分析间隙对机构位移、速度、加速度及接触力的影响,并研究不同间隙大小及输入速度对机构混沌运动状态的影响。研究内容对机构进一步的动力学参数设计及混沌运动控制具有一定的指导意义。     

平面连杆机构综合的改进混沌方法

改进了基于Jacobi矩阵求解的混沌迭代算法,利用混沌映射求Jacobi矩阵为零的邻域内的点,以平面铰链四杆机构的函数综合为例,研究了平面连杆机构的综合问题,得到了能实现给定运动条件的多个机构方案,使机构运动综合的多方案优选成为可能。从而为平面及空间机构的综合研究开辟了新途径。     

用混沌优化方法进行平面四杆机构的函数发生器综合

利用混沌运动的遍历性、内在随机性、“规律性”等特点，结合MATLAB5．3．1高级程序设计语言的优化工具箱，提出了一种混沌约束优化算法。运用该算法编写了MATLAB程序，对平面四杆机构的函数发生器综合问题进行了研究，从而找到了实现最大精确点时该问题的全部解，为实际机构的设计提供了多种选择方案。     

用混沌优化方法进行平面StephensonⅢ型六杆机构的函数发生器综合

利用混沌运动的遍历性、内在随机性、“规律性”等特点 ,结合 MATL AB5 .3.1高级程序设计语言的优化工具箱 ,提出了一种混沌约束优化算法。运用该算法编写了 MATL AB程序 ,对平面 Stephenson 型六杆机构的函数发生器综合 ,从而找到了实现最大精确点时该问题的一批有意义的解 ,为实际机构的设计提供了多种选择方案     

机构综合的牛顿优化迭代混沌方法研究

将基于混沌的牛顿优化迭代方法与机构学综合理论相结合,把机构学综合的非线性方程组转化为优化问题,然后构造排斥二周期点方程,通过逆像迭代求得排斥二周期点ZJ,利用点集ZJ出现的混沌分形特性求出机构综合的全部解。以平面铰链四杆机构的函数综合为例,研究了平面连杆机构的综合问题,得到了能实现给定运动条件的多个机构方案,使机构运动综合的多方案优选成为可能。本文的工作为平面及空间机构的综合与近似综合研究开辟了新途径。     

液压缸非线性刚度约束系统的混沌预测及控制

针对液压缸非线性刚度约束系统的混沌问题,建立了一种液压缸非线性刚度约束系统的动力学控制模型,通过Melnikov方法得到了液压缸非线性刚度约束系统发生Smale马蹄变换意义下混沌的临界条件。通过仿真分析发现,当线性控制参数发生变化时,系统发生混沌的临界条件也会发生变化,同时当线性控制参数增大时,系统的稳定性会得到提高。     

随机激励滞后非线性汽车悬架系统的混沌运动

研究了具有滞后非线性的汽车悬架系统在路面随机激励下发生混沌运动的可能性,推导了随机Melnikov过程,得到了均方意义下出现混沌运动的临界激励幅值,并讨论了噪声对系统混沌运动的影响。通过最大Lyapunov指数和Poincare截面进行了数值验证。研究结果表明,汽车在正常行驶时不会出现混沌运动,但是在遇到高破凸起时可能出现混沌运动。     

基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹量化分析

针对无人驾驶车辆客观量化评价困难的问题,提出基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹的量化分析方法。应用五次多项式方法结合优秀驾驶员驾驶车辆行驶的初始状态和目标状态设计无人驾驶车辆的理想轨迹,计算实际行驶轨迹与理想轨迹的偏差得到偏差时间数据序列;采用混沌理论的C-C方法对偏差时间数据序列重构相空间;计算偏差时间数据序列的Lyapunov指数,实现无人驾驶车辆行驶轨迹的量化表示。运用提出的方法对无人驾驶车辆避障换道的行驶轨迹偏差时间数据序列进行相空间重构,计算其Lyapunov指数为正值,表征人驾驶车辆系统的混沌性,还表征人驾驶车辆收敛到稳态响应的快慢程度。试验表明基于混沌理论的无人驾驶车辆行驶轨迹的量化分析是可行的,有效的。     

基于混沌的无线电保密通信研究

详细介绍一个新的基于混沌的无线电保密通信方法.应用混沌生成数据的非周期性进行无线电信息加密解密,给出系统原理图、混沌生成方法、加密解密详细流程及示例,并给出安全度计算方法.实验结果证明了混沌无线电保密通信的有效性,为无线电信息安全开辟了一条新的技术途径.     

A prototype of the multipurpose space-based fourier spectrometer

A prototype of the MTsFS multipurpose Fourier transform spectrometer designed for remote sounding of the Earth??s surface is described. The interferometer that is a part of the spectrometer is based on the double-pendulum scheme and has hollow retroreflectors with an aperture of 2.5??. A 4 × 4 cryogenic CdHgTe array and a pyroelectric detector are used as radiation sensors. The interferometer is equipped with a system for scanning transversely to the flight path with the compensation for image smearing caused by spacecraft movement.