失重环境欠驱动机构的混沌抑制方法

针对太空中的失重情况,以含有弹簧、扭簧的欠驱动五杆机构为研究对象,进行动力学建模与仿真;仿真证明了可以通过改变储能元件安装位置和设计参数对失重环境下的欠驱动五杆机构的混沌运动进行抑制;弹簧的安装位置,弹簧卷簧的刚度等对混沌运动的抑制效果有影响。     

机械式离心调速器系统混沌的线性反馈反控制

建立了机械式离心调速器系统的动力学方程，求出了系统的平衡点。利用系统的相图分析了给定参数下自治系统及非自治系统的运动状态，用Poincare映射图分析了非自治系统混沌的形成过程。利用线性反馈反控制方法实现了自治系统及非自治系统混沌的反控制，将自治系统及非自治系统的周期运动利用适当的控制强度反控制到混沌运动轨道。     

混沌振动筛机构的研究

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.利用Largrange方法建立了机构的动力学模型,并用MATLAB中的Simulink进行数值仿真.仿真结果表明筛箱的运动是混沌的.     

机构综合的刚体运动混沌反控制方法研究

混沌是现代科学的主要成就之一,扩展混沌的应用对现代科学的发展有重要意义.自然科学与工程中的许多问题都可以转化为非线性方程组的求解问题,牛顿迭代法是重要的一维及多维的迭代技术,其迭代本身对初始点非常敏感.利用刚体运动混沌反控制方法产生牛顿迭代法的敏感初始点,首次提出了基于刚体运动混沌反控制的牛顿迭代法求解非线性方程组的新方法.该方法产生的混沌变量范围大,且不会发散,计算时间少.机构综合与近似综合实例表明该方法的正确性与有效性.     

机械式离心调速器系统混沌的非线性反馈反控制

根据拉格朗日方程建立了机械式离心调速器系统的动力学方程,求出了系统的平衡点,利用系统的相图分析了给定参数下自治系统及非自治系统的运动状态,用Poincaré映射图分析了非自治系统混沌的形成过程。利用非线性反馈反控制方法实现了自治系统及非自治系统混沌的反控制,将自治系统及非自治系统的周期运动利用适当的控制强度反控制到混沌运动轨道。     

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。     

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。     

近似熵在欠驱动五杆机构混沌边缘分析中的应用

熵是一种衡量数据不规则性的方法,也是少有的混沌现象的定量分析的指标之一。利用熵的方法找出机构运动的混沌边缘,并且确定出熵计算中阈值选取的有效方法为目的。以欠驱动五杆机构为研究对象,利用SimMechanics对其机构进行建模和仿真,提取随杆长变化的时间序列、计算近似熵的熵值并绘出熵变化线图的方法,找出系统从周期运动进入混沌的杆长取值范围。以李雅普诺夫指数与机构运动的相图为依据,确定了在近似熵计算时合适的阈值取值范围。为近似熵的计算提出了一种新的阈值取值方法。     

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。     

一种旋转机械的混沌运动及其控制

对地面夯实机构简化为机座安装在弹性支撑上的偏心转子的混沌运动和混沌控制问题进行了研究。研究表明,随着偏心质量的等效转子转动角速度的增加,系统经历了由倍周期分岔进入混沌,再由混沌到周期的运动状态演变过程。为控制系统的混沌运动,提出了基于混沌边缘确定控制器的设计参数的方法。方法的核心是将控制器的设计参数作为系统的参数,确定出系统的混沌边缘,由系统的混沌边缘直接确定出控制器的设计参数。以比例—微分控制器和相位控制器的设计说明了提出方法的具体步骤和有效性。     

OGY法控制Henon系统混沌的研究

以Henon系统为研究对象,在作出系统全局分岔图和Lyapunov指数图,可以直观的看到系统是通过倍周期分岔进入混沌的。当系统在处于混沌状态时,使用OGY法对系统施加控制,并成功将系统控制到一个不稳定不动点上,很好的实现了混沌控制目的。研究中发现OGY法对响应矢量比较敏感,通过给定不同响应矢量和目标点可将系统控制到不同的多周期轨道上,可以确定目标点的选取以及响应矢量的大小对OGY法混沌控制效果起决定性作用。     

基于不变矩的微弱信号检测方法

由于混沌振子从混沌状态转变到大尺度周期状态时其相图的对称性将发生较大变化,提出应用Hu氏不变矩对混沌振子相图的状态进行描述,通过不变矩-策动力关系曲线确定混沌振子相图处于大尺度周期状态的左临界阈值,根据混沌振子混沌状态和大尺度周期状态下不变矩的差异实现混沌振子相图的自动识别。对仿真和工程实测信号进行了分析,结果表明,不变矩值能够准确识别混沌振子相图的状态,并具有良好的抗噪能力。     

Fuzzy chaos control for vehicle lateral dynamics based on active suspension system

The existing research of the active suspension system（ASS） mainly focuses on the different evaluation indexes and control strategies. Among the different components, the nonlinear characteristics of practical systems and control are usually not considered for vehicle lateral dynamics. But the vehicle model has some shortages on tyre model with side-slip angle, road adhesion coefficient, vertical load and velocity. In this paper, the nonlinear dynamic model of lateral system is considered and also the adaptive neural network of tire is introduced. By nonlinear analysis methods, such as the bifurcation diagram and Lyapunov exponent, it has shown that the lateral dynamics exhibits complicated motions with the forward speed. Then, a fuzzy control method is applied to the lateral system aiming to convert chaos into periodic motion using the linear-state feedback of an available lateral force with changing tire load. Finally, the rapid control prototyping is built to conduct the real vehicle test. By comparison of time response diagram, phase portraits and Lyapunov exponents at different work conditions, the results on step input and S-shaped road indicate that the slip angle and yaw velocity of lateral dynamics enter into stable domain and the results of test are consistent to the simulation and verified the correctness of simulation. And the Lyapunov exponents of the closed-loop system are becoming from positive to negative. This research proposes a fuzzy control method which has sufficient suppress chaotic motions as an effective active suspension system.     

含时变啮合刚度的间隙非线性齿轮系统的混沌控制

基于含时变啮合刚度和间隙非线性单级齿轮系统的动力学模型,分析了系统响应的动态特性。针对系统在部分参数区域发生的混沌运动,运用OGY控制原理,以混沌吸引子内部不稳定周期轨道为目标,通过对系统的外激励参数实施连续的小扰动,使系统的轨道始终落在未加扰动的鞍点轨道的稳定流形上,从而实现了系统运动的稳定化。     

航空发动机碰摩故障的非线性动力学分析

考虑系统的陀螺效应,建立含碰摩故障的滚动轴承支撑的系统动力学模型.利用打靶法分析系统在不同碰摩间隙下的分叉和混沌行为.分析表明系统随着碰摩间隙的增大,经历了混沌运动、周期运动、拟周期运动、再到混沌运动、最后进入正常周期运动的过程,且碰摩间隙对系统的动力学行为有较大的影响.     

流体动压轴承-转子动力系统的分岔和混沌

运用非线性动力学现代理论对一流体动压轴承一柔性转子非线性动力系统进行研究。以转速作为系统控制参数,将预估．校正机制、Poincar6映射和Newton打靶法相结合形成一种周期解预测跟踪算法,运用该方法研究了系统的非线性不平衡周期响应及其分岔点;运用Floquet稳定性分岔理论研究了系统周期响应的稳定性和分岔形式;运用FFT、功率谱、Lyapunov指数谱分析了系统响应的瞬态混沌现象。数值结果展现了系统具有周期、拟周期、多解共存、跳跃、瞬态混沌等丰富复杂的非线性现象。     

600 MW汽轮发电机组转子-轴承系统的动力学研究

应用非线性动力学理论,对含摩擦的600 MW汽轮发电机组转子-轴承系统模型进行了综合的分析和研究。通过对积分得到的Poincaré映射图、相图以及轴心轨迹图的分析,发现发电机组转子在不同工作状态下,具有周期、拟周期、混沌运动交替出现的现象;和其它一些系统一样,也具有通向混沌的倍周期道路、拟周期道路和阵发性混沌道路;在不同的混沌区域内,吸引子表现为不同的形状。揭示了转子偏心距对系统复杂运动的影响和其它参数的变化使系统运动进一步复杂化等现象。     

SFD作用下故障转子系统动力学特性及混沌控制

考虑挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,简称SFD)作用,研究碰摩故障及不对中-碰摩耦合故障下系统动力学特性及SFD对系统混沌运动控制。基于Lagrange方程,建立不对中-碰摩耦合故障下SFD-转子-滚动轴承系统动力学模型,采用龙格库塔法对模型求解,并利用分岔图、Poincaré图、频谱图等进行对比分析。研究结果表明:合理油膜间隙下的SFD能有效抑制系统非协调响应以及振动幅值,使故障转子系统的混沌运动控制在稳定周期轨道上;过小的油膜间隙会形成很强的非线性油膜支反力,产生非协调频率成分,使稳定周期系统重返混沌状态;随着油膜间隙减小,SFD对不对中故障产生的典型2 X,3 X,4 X和5 X频幅值具有不同影响,其中2 X频幅值变化明显,3 X和4 X频幅值变化微弱,5 X频幅值基本不变。     

异结构混沌同步系统图像加密方法的研究

由于混沌动力学系统具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感特性,故将其与数字图像加密技术相结合,可构造出非常好的图像信息加密系统。提出基于驱动响应法实现图像加密和解密,经过仿真实验表明加密后原始图像无法从加密后的图像中提取原始信息,然而经过解密后的图像能达到与原始图像一致的效果。为了实现两异结构混沌系统在有限时间内同步数据安全通讯,分别改变线性映射关系参数和控制律参数对图像解密密钥敏感性进行分析,实验结果为图像与明文有很大差别。因此,证明了异结构混沌同步系统图像加密方法具有良好的安全性。     

非线性动态系统中的浑沌运动分析

本文首先简要回顾了浑沌的发展历史，然后讨论了有浑沌的有关定义，探讨了浑沌的特征及有关分析方法，研究了浑沌系统的不变测度，等价变换以及控制问题。