变参数欠驱动平面五杆机构混沌运动的研究

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1、国内图书分类号：THll3国际图书分类号：621年姓西南交通大学研究生学位论文级三Q二二名任堂查申请学位级别工程亟±专业扭越王猩指导老师逝进数援)蝗昱2014年5月12Et密级：公开构一逃杆一太坠壁遮世鐾l王舶一幽逊避运马一竹七一地挝邀遗壹根＆ClassifiedIndex：TM76U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisOntheChaoticMotionofUnderactuatedPlanarFive．．barMechanismwith

2、场riableParametersGrade：2011Candidate：RENBichunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringSupervisor：Prof．XIEJinMay．12，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全

3、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“、／’，)学位论文作者签名：任。z君日期．沙心小，7矽∞、碜吣轹加签师老导张舯醐西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：针对排列熵在确定非线性系统混沌边缘的不灵敏问题，提出了改进排列熵均一化的计算方法。通过对一维Logistic系统和二维Henon映射混沌边缘的分析，说明改进的排列熵

4、算法是有效的。以欠驱动平面五杆机构的连杆杆长和滑块质量为欠驱动平面五杆机构的静态变化参数，利用计算机仿真技术和改进的排列熵计算方法，确定出了机构运动的混沌边缘。用相图、最大李雅普诺夫指数等方法验证了所得到结论的正确性。以欠驱动平面五杆机构的滑块质量和驱动角速度为时变(动态变化)参数，分别采用计算机仿真技术和实验方法，研究了时变参数以逐渐增大和逐渐减小的方式跨越静态变化参数确定的混沌边缘时机构运动状态的变化，为机构混沌运动的控制和反控制提供了新的思路。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所

5、得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：侄．小詹日期：y7够。r。西南交通大学硕士学位论文第1页摘要唪欠驱动机构在一定参数条件下可产生混沌运动。目前，欠驱动机构混沌运动的研究主要集中在混沌现象的判断及控制等方面。事实上，机构参数的静态、动态变化(时变)对机构的运动状态有至关重要的影响。但这方面的研究目前还比较缺乏。本文以排列熵

6、为研究工具，对平面欠驱动五杆机构参数发生静态变化和动态变化时机构运动状态的变化、机构运动的混沌边缘进行研究。本论文的研究对于机构混沌运动的控制和反控制具有一定的理论和实际应用意义。本论文主要的研究工作和结论如下：(1)提出了改进的排列熵计算方法。针对排列熵在计算非线性动力系统混沌边缘灵敏度不高的问题，提出了对排列熵计算中均一化的改进算法，并将改进排列熵的计算方法应用于一维的Logistic映射和二维Henon映射混沌边缘的分析中，说明改进的排列熵算法是有效的。作为一种简便、灵敏的系统运动状态判定方法，排列熵为本文

7、的研究提供了主要的研究工具。(2)机构参数静态变化是指需要停止机构的运动才能对参数实施变更的情况。本文分别以欠驱动五杆机构的连杆杆长和滑块的质量为静态变化参数，采用SimMechanics对机构进行仿真，利用排列熵对仿真得到的滑块位移数据进行分析，确定机构的运动状态，并确定出机构混沌运动的边缘。研究表明：无论是连杆的杆长，还是滑块的质量，它们的变化都会导致机构运动状态的变化：或者是由周期运动(准周期运动)转变为混沌运动，或者是由混沌运动转变为周期运动(准周期运动)。本文用滑块运动的相图、时域图和最大李雅普诺夫指数

8、验证了由排列熵为研究工具所得到的结论。(3)机构参数动态变化(简称为参数时变)是指在机构的运动过程中改变参数大小的情况。本文以滑块质量和驱动角速度为时变参数，分别采用计算机仿真和实验的方法，研究了参数由小变大和由大变小两种方式、跨越由静态参数变化确定的混沌边缘时机构运动状态的变化。研究表明：当滑块质量动态变化跨越周期运动变为混沌运动的边缘时，机构的运动状态由周期运动变为混