本文關(guān)鍵詞：變參數(shù)欠驅(qū)動(dòng)平面五桿機(jī)構(gòu)混沌運(yùn)動(dòng)的研究

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【摘要】：欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在一定參數(shù)條件下可產(chǎn)生混沌運(yùn)動(dòng)：目前,欠驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)混沌運(yùn)動(dòng)的研究主要集中在混沌現(xiàn)象的判斷及控制等方面。事實(shí)上,機(jī)構(gòu)參數(shù)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)變化(時(shí)變)對(duì)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有至關(guān)重要的影響。但這方面的研究目前還比較缺乏。 本文以排列熵為研究工具,對(duì)平面欠驅(qū)動(dòng)五桿機(jī)構(gòu)參數(shù)發(fā)生靜態(tài)變化和動(dòng)態(tài)變化時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的混沌邊緣進(jìn)行研究。本論文的研究對(duì)于機(jī)構(gòu)混沌運(yùn)動(dòng)的控制和反控制具有一定的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。 本論文主要的研究工作和結(jié)論如下： (1)提出了改進(jìn)的排列熵計(jì)算方法。針對(duì)排列熵在計(jì)算非線(xiàn)性動(dòng)力系統(tǒng)混沌邊緣靈敏度不高的問(wèn)題,提出了對(duì)排列熵計(jì)算中均一化的改進(jìn)算法,并將改進(jìn)排列熵的計(jì)算方法應(yīng)用于一維的Logistic映射和二維Henon映射混沌邊緣的分析中,說(shuō)明改進(jìn)的排列熵算法是有效的。作為一種簡(jiǎn)便、靈敏的系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判定方法,排列熵為本文的研究提供了主要的研究工具。 (2)機(jī)構(gòu)參數(shù)靜態(tài)變化是指需要停止機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)才能對(duì)參數(shù)實(shí)施變更的情況。本文分別以欠驅(qū)動(dòng)五桿機(jī)構(gòu)的連桿桿長(zhǎng)和滑塊的質(zhì)量為靜態(tài)變化參數(shù),采用SimMechanics對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真,利用排列熵對(duì)仿真得到的滑塊位移數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),并確定出機(jī)構(gòu)混沌運(yùn)動(dòng)的邊緣。研究表明：無(wú)論是連桿的桿長(zhǎng),還是滑塊的質(zhì)量,它們的變化都會(huì)導(dǎo)致機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化：或者是由周期運(yùn)動(dòng)(準(zhǔn)周期運(yùn)動(dòng))轉(zhuǎn)變?yōu)榛煦邕\(yùn)動(dòng),或者是由混沌運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹芷谶\(yùn)動(dòng)(準(zhǔn)周期運(yùn)動(dòng))。本文用滑塊運(yùn)動(dòng)的相圖、時(shí)域圖和最大李雅普諾夫指數(shù)驗(yàn)證了由排列熵為研究工具所得到的結(jié)論。 (3)機(jī)構(gòu)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化(簡(jiǎn)稱(chēng)為參數(shù)時(shí)變)是指在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中改變參數(shù)大小的情況。本文以滑塊質(zhì)量和驅(qū)動(dòng)角速度為時(shí)變參數(shù),分別采用計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)的方法,研究了參數(shù)由小變大和由大變小兩種方式、跨越由靜態(tài)參數(shù)變化確定的混沌邊緣時(shí)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化。研究表明：當(dāng)滑塊質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化跨越周期運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛煦邕\(yùn)動(dòng)的邊緣時(shí),機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由周期運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛煦邕\(yùn)動(dòng)；當(dāng)滑塊質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化跨越混沌運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹芷谶\(yùn)動(dòng)的邊緣時(shí),機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持混沌運(yùn)動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)角速度動(dòng)態(tài)變化跨越周期運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛煦邕\(yùn)動(dòng)的邊緣時(shí),機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由周期運(yùn)動(dòng)變?yōu)榛煦邕\(yùn)動(dòng);當(dāng)驅(qū)動(dòng)角速度動(dòng)態(tài)變化跨越混沌運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹芷谶\(yùn)動(dòng)的邊緣時(shí),機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將由混沌運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹芷谶\(yùn)動(dòng),盡管有時(shí)混沌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在跨越邊緣之后還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間,但最終會(huì)變?yōu)橹芷谶\(yùn)動(dòng)。這一結(jié)論為機(jī)構(gòu)混沌運(yùn)動(dòng)的控制和反控制提供了新的思路。
【關(guān)鍵詞】：混沌 欠驅(qū)動(dòng)平面五桿機(jī)構(gòu) 排列熵 時(shí)變參數(shù) 混沌邊緣 靜態(tài)參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH112
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題的研究背景、目的及意義11
• 1.2 混沌理論的發(fā)展及現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 混沌基礎(chǔ)理論的發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 機(jī)構(gòu)學(xué)混沌的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 熵理論的發(fā)展及應(yīng)用14-16
• 1.3.1 常用的熵的概念及應(yīng)用14-15
• 1.3.2 排列熵及應(yīng)用的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 排列熵算法原理17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 排列熵理論的概述17-21
• 2.2.1 排列熵算法簡(jiǎn)述17-19
• 2.2.2 排列熵算法的參數(shù)確定19-21
• 2.3 排列熵算法的改進(jìn)及應(yīng)用21-26
• 2.3.1 排列熵算法應(yīng)用于混沌邊緣中的改進(jìn)21-22
• 2.3.2 Logistic系統(tǒng)混沌邊緣的確定22-25
• 2.3.3 Henon映射混沌邊緣的確定25-26
• 2.4 改進(jìn)的排列熵在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 參數(shù)靜態(tài)變化欠驅(qū)動(dòng)五桿機(jī)構(gòu)的混沌邊緣28-44
• 3.1 引言28
• 3.2 欠驅(qū)動(dòng)五桿機(jī)構(gòu)及其SimMechanics仿真模型的建立28-31
• 3.3 以l_2為靜態(tài)變化參數(shù)的混沌邊緣分析31-36
• 3.3.1 以l_2為靜態(tài)變化參數(shù)的機(jī)構(gòu)混沌邊緣的確定31-33
• 3.3.2 以l_2為靜態(tài)變化參數(shù)的混沌邊緣的驗(yàn)證33-36
• 3.4 以滑塊質(zhì)量為靜態(tài)變化參數(shù)的混沌邊緣分析36-43
• 3.4.1 以滑塊質(zhì)量為靜態(tài)變化參數(shù)的混沌邊緣的確定36-39
• 3.4.2 以滑塊質(zhì)量為靜態(tài)變化參數(shù)的混沌邊緣的驗(yàn)證39-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 參數(shù)時(shí)變欠驅(qū)動(dòng)五桿機(jī)構(gòu)的混沌運(yùn)動(dòng)研究44-66
• 4.1 引言44
• 4.2 以滑塊質(zhì)量為時(shí)變參數(shù)的機(jī)構(gòu)仿真研究44-50
• 4.2.1 以滑塊質(zhì)量為時(shí)變參數(shù)的機(jī)構(gòu)仿真模型搭建44-45
• 4.2.2 以滑塊質(zhì)量為時(shí)變參數(shù)的機(jī)構(gòu)仿真研究45-50
• 4.3 以驅(qū)動(dòng)角速度為時(shí)變參數(shù)的機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)研究50-65
• 4.3.1 欠驅(qū)動(dòng)平面五桿機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹50-51
• 4.3.2 以驅(qū)動(dòng)角速度為時(shí)變參數(shù)的機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建51-55
• 4.3.3 以驅(qū)動(dòng)角速度為時(shí)變參數(shù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究55-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論與展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果74-75
• 附錄75-78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：950617