基于离散混沌化方法的线谱控制技术研究

船舶辐射水声中的线谱成分是被动声纳在水声对抗中检测、跟踪和识别目标的主要特征信号,对线谱成分进行控制能有效提高船舶的水声隐声性能。传统的隔振方法无法改变隔振系统的线谱成份,利用反馈混沌化控制原理,采用时变反馈参数的离散混沌化方法,通过调整和优化控制器参数,使隔振系统在谐波激励下能够产生稳定的混沌,改变通过隔振系统输入到船体的频谱结构,从而改变船舶辐射水声的频谱结构,并降低辐射水声中的线谱成分,达到有效降低辐射水声线谱成分的目的。     

柔性基础混沌化线谱控制技术研究

船舶辐射水声中的线谱成分是被动声纳在水声对抗中检测、跟踪和识别目标的主要特征信号,对线谱成分进行控制能有效提高船舶的水声隐声性能。传统的隔振方法无法改变隔振系统的线谱成份,利用反馈混沌化控制原理,采用时变反馈参数的离散混沌化方法,通过调整和优化控制器参数,使基于柔性基础的隔振系统在谐波激励下能够产生稳定的混沌,改变通过隔振系统输入到船体的频谱结构,从而改变船舶辐射水声的频谱结构,并降低辐射水声中的线谱成分,达到有效降低辐射水声线谱成分的目的。     

基于反馈混沌化方法的多线谱控制技术研究

船舶辐射水声中的线谱成分是被动声纳在水声对抗中检测、跟踪和识别目标的主要特征信号,混沌线谱控制技术利用混沌系统响应功率谱为宽频谱的特殊性质,把集中于某一频率的能量分散到较宽的频带上来抑制线谱成分,提高船舶的声隐身性能。利用反馈混沌化理论,对多谐波激励条件下隔振系统的混沌化进行了研究,提出了多谐波激励多自由度隔振系统的反馈混沌化方法,掌握了隔振系统进入混沌的条件和途径,突破了激励频率增加引起隔振系统混沌运动难以保持的技术难题。根据反馈混沌化原理设计了双层隔振系统试验装置,开展了隔振系统多线谱控制试验研究,试验结果证明了该方法的有效性,可作为混沌隔振系统设计的理论和试验依据。     

基于滑模控制投影混沌同步在隔振系统中的应用研究

线谱是潜艇辐射噪声谱中最显著的特征,即使在潜艇以低速航行,产生最低的噪声辐射的情况下也可以探测到。利用混沌的宽频特性来降低潜艇辐射噪声线谱,提高其隐身能力已被广泛研究,但由于混沌的内在不确定特性,当系统处于混沌状态时,整体隔振性能不能得到保证。提出应用滑模变结构控制实现隔振系统和混沌系统投影同步的新方法,在保持原有隔振系统隔振性能的前提下有效的消除了线谱。该方法不用计算Lyapunov指数,且对参数失配具有很强的鲁棒性。通过对两自由度隔振系统和Duffing方程的数值仿真,验证了该方法可成功消除线谱且明显改善隔振系统的隔振性能。     

混沌同步控制策略构造方法研究

水下辐射噪声中的低频线谱是影响潜艇声隐身性能的主要因素,线谱混沌化控制技术通过处于混沌状态的非线性隔振系统将低频线谱转换为宽频混沌谱,可以实现频谱重构并降低线谱强度。前期研究表明,利用广义混沌同步方法可以实现变工况下隔振系统的持续混沌化,在某些情况下还能显著减小振幅,为线谱混沌化控制理论提供了新思路。然而,目前要利用广义混沌同步产生小振幅的持续混沌运动,只能通过"试错"来选择合适的混沌同步控制策略,还没有形成系统的方法。为此,提出了一种混沌同步控制策略构造方法。结合耦合Duffing隔振系统对该构造方法进行验证和说明,并将该方法应用于两自由度非线性隔振系统。     

参数扰动广义混沌同步化线谱控制技术研究

舰船辐射水声线谱是被动声纳进行目标参数估计和类型识别的主要依据,传统的隔振系统无法改变系统线谱特征,对舰船的隐身性能构成了严重危害。根据线谱混沌化原理和舰船隔振系统的特点,提出了参数扰动广义混沌同步化线谱控制方法,能够使系统在小能量条件下转变为混沌运动状态,达到削弱线谱强度和改变频谱结构的目的,数值仿真验证了该方法的有效性。     

基于混沌同步与迁移控制的隔振系统线谱控制方法

为隐匿并降低船舶辐射水声中的线谱信息,提升船舶水声隐身性能,提出了一种基于混沌同步与迁移控制的船舶机械设备隔振系统(VIS)线谱控制方法。利用广义同步控制使隔振系统处于持续混沌运动状态,分析混沌同步系统的多吸引子共存现象以及不同吸引子对应的线谱控制效果,分别对开环控制、线性反馈控制、开环加闭环控制、开环加非线性闭环控制等迁移控制方法展开算法研究和稳定性研究,并将其应用于同步系统中混沌吸引子之间的迁移控制。仿真结果表明:广义同步控制下的隔振系统中有多个稳定的混沌吸引子,选择合适的迁移控制方法能够使混沌同步系统稳定运行于小振幅的混沌运动,降低特征线谱强度和设备振幅,并且该方法具有稳定性强、能耗低的特点。     

两自由度非线性隔振系统线谱混沌化控制技术研究

线谱混沌化是提高潜艇声隐身性能的主要手段,但难以实现小振幅下的持续混沌化;同时,非线性隔振系统由于多个吸引子共存,混沌化品质依赖于初始条件和系统参数。为此,利用开环加非线性闭环方法研究两自由度非线性隔振系统的吸引子迁移和线谱混沌化。建立两自由度非线性隔振系统的动力学方程并分析其全局性态,得到系统的全局分岔特性及吸引子共存规律;通过开环加非线性闭环方法实现不同吸引子之间的迁移控制,使系统在不同初始条件下始终运行于基础振动最小的混沌吸引子上;利用开环加非线性闭环耦合方法实现驱动系统和响应系统之间的广义混沌同步,使系统在不同参数下始终处于小振幅持续混沌运动。仿真结果表明该方法具有可行性和稳定性,能实现隐匿线谱信息和保持隔振性能的双重功能。     

基于碰撞振动的隔振系统混沌化实验研究

针对混沌线谱控制研究中如何在小振幅下实现隔振系统在较宽频带内的混沌运动这一难题,提出了基于碰撞振动的隔振系统混沌化方法,构建了实验系统并开展了实验研究。实验结果表明:被隔振设备的振幅小于0.2 mm时,也能使得隔振系统呈现出较强的混沌运动特征;在混沌状态下,不仅传递到基座的振动功率谱整体有所下降,而且主要线谱强度也显著降低;这些结论均验证了该方法的有效性。     

非线性混沌振动响应的试验分析

对非线性隔振系统而言,当其参数处于特定区域时,系统可能处于混沌状态,从而在线谱激励下可以产生具有宽谱特征的混沌响应,以达到消减潜艇辐射噪声线谱成分的目的。设计了分段隔振系统并开展试验研究,利用改进小波去噪算法和空间栅格特征提取方法对实测信号进行滤波和识别处理。试验中观察到了系统复杂的动力学行为,为混沌的工程应用提供了有益参考。     

非线性"转子-轴承-密封"系统动力分析

将非线性油膜力模型与密封流体Muszynska密封力模型相结合，建立了具有非线性转子-轴承-密封系统的动力学模型。针对转速等因素对耦合系统动态响应的影响进行了仿真计算，给出了系统响应随转子转速变化、压差变化和密封间隙变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图，以及一些典型的Poincare截面图、轴心轨迹图和频谱图。数值仿真表明，非线性密封力抑制了系统出现倍周期分叉，并且该耦合系统呈现出复杂的动力学行为，产生了包括周期、倍周期和拟周期等丰富的振动现象。     

利用傅里叶变换红外-拉曼光谱研究金属阳离子对含氧酸根结构的影响

无机含氧酸盐含多个σ成键轨道和π键结构,具有明显的红外-拉曼光谱特征。该文对常见的硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐及磷酸盐进行红外和拉曼光谱测试。结果表明:同一状态下,受金属阳离子的影响,同一酸根的拉曼特征谱带均随原子序数的增大向低波数位移;酸根中非金属元素与氧原子之间的电子云分布的不均等性在红外光谱中有明显体现。以一价金属阳离子的硝酸盐为例,对其4种简正振动模式进行红外和拉曼谱带归属,研究了一价金属阳离子对酸根结构的影响。     

振动磨的混沌控制与应用

碰撞是振动磨运动的主要特征。碰撞可以产生混沌 ,有利的混沌运动可以打乱颗粒体系有序的结构和固有频率的分布状态 ,降低颗粒的断裂阻抗 ,有助于颗粒的断裂细化 ;而有害的混沌运动则可能导致作业系统全局的不稳定 ,若不加控制 ,势必造成工程事故。控制有害的混沌 ,不但可使系统具有足够的可靠性和鲁棒性 ,而且还可大大改善超细和超微颗粒粉碎的能耗以及人机环境。混沌控制是振动磨发展的关键和必由之路     

异步电动机电磁振动试验研究

异步电动机是船用设备一个重要振动噪声源,通过理论推导和试验验证相结合的方法,研究异步电动机的气隙长度、槽配合、转子槽形等主要电磁参数对电动机电磁振动的影响,为研制低噪声船用电机提供一定的参考。     

裂纹转子的分岔与混沌特性分析

本文用数值方法研究带裂纹Jeffcott转子的分岔与混沌振动特性。研究结果表明 ,当裂纹较深时 ,裂纹转子在参数共振转速附近存在丰富的周期、拟周期振动和混沌运动 ;裂纹转子振动进入混沌的途径主要通过二次Hopf分岔实现。这些结论 ,为旋转机械裂纹转子的诊断提供了一些有益的证据     

混沌工程学

世界是非线性的,线性只是其近似描述,混沌的发现表明：某些确定性非线性系统具有内在的随机行为。事实上,以往20年,无所不在的混沌现象几乎在每个学科都有所报道,如数学、物理学、化学,甚至社会科学。但理论研究学者的主要兴趣在于探究混沌的本质。与此同时,混沌的实际利用在许多工程领域受到重视,如信息工程、系统工程、医药工程、农业工程、电气工程、生物工程、机械工程、土木工程等。混沌工程学是一门新的研究混沌实际利用及其基本理论的非线性工程科学。。文章对现代混沌工程学的定义、对象、概念、方法、理论与应用加以总结,并介绍其近来的进展及作者的工作。混沌工程学在国民经济与国防建设中研究的热点是：混沌分析技术,混沌控制技术与混沌生成技术。