机械系统中的混沌现象及其控制和利用

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1、!""#年$月机床与液压(789!""#第%&卷第$期’()*+,-.//01*234(50+)6:;<9%&,;9$!机械系统中的混沌现象及其控制和利用=!魏智华!薛月菊"=9广东省佛山市顺德区智源开发总公司!广东佛山&!D"""’!9华南农业大学工程学院!广州&="‘$!#摘要!对于确定的机械系统!大部分系统是非线性!因而混沌现象广泛存在于机械系统中!进一步认识)利用和抑制混沌对机械系统的应用与研究有着极其重要的意义"本文综述了非线性机械系统中的混沌现象!阐述了机械系统中混沌现象的控制和利用现状

2、及取得的进展!并对机械系统中混沌现象的利用与控制问题进行了展望"关键词!机械系统#混沌#控制#利用中图分类号!.W!=BB文献标识码!(BB文章编号!=""=C%DD=#!""#$$C!%‘C%F’$-#*.K"&’$.*&$)J;#,"B#$.4*,#F-.,%-)$.4[,*)*+$,*-.=!L-+MIFIVJ!K5-2VNPV$=9MIFTVJG3NQN<;7YNGS>J8NGS);Y7JGTFG6IVG[N3FRS8JXSk;RIJGEVJGH[;GH!k;RIJGEVJGH[;GH&!D

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5、所受混沌是指发生在确定系统中貌似随机的不规则运法向力的混沌特性进行了量化分析!研究表明地面机’%(动"按传统观念!当确定性系统的参数不带随机性械系统中存在混沌现象"粗轧机振动系统在不同边时!对确定的激励的响应也必须是确定的"但现已证界扰动频率和动摩擦系数影响下!形成一系列的非线’$(实!由于系统的非线性!满足一定条件的振动系统!性振动形式&周期振动)概周期振动和混沌振动"受规则激励后也会产生貌似无规则永不重复的振在不对称分段线性机械系统中也存在复杂的运动形’&(动000混沌振动"式!并存在分叉和混沌

6、运动形式"在单自由度含间混沌沟通了有序与无序!确定与随机之间的联隙系统中不仅存在叉式分岔)倍周期分岔)*;7分’‘(’#(系!是人类认识世界的新飞跃!也是改造世界的新科岔!并且还存在概周期运动与混沌"在两自由度技"混沌振动的普遍应用将是人类利用混沌的一次技含间隙振动系统的对称周期碰撞运动中!经叉式分术上的突破!其科学价值在于&从实践上证明了混沌岔)倍化分岔)2擦边3奇异性!最终会形成混’D(的普遍性)可控性与可用性"沌"支座松动与局部碰摩耦合故障会导致转子系统’A(#"机械系统中的混沌现象表现出混

7、沌特性"非自由切削过程中的非线性因素’="(目前!工程混沌作为新的交叉学科!在各种工程也会引起结构的不稳定!导致分叉和突变"鲁宏’=(应用中所解决问题的良好效果!备受人们关注"伟等人分析了铣削过程再生颤振的非线性模型!利用’==(对于确定的机械系统!大部分系统是非线性的!数值计算的方法证实了混沌现象的存在"如分段的或不连续变化的系统刚度)阻尼和表面摩擦另外!以下几类机械系统中的也存在着混沌现以及由于局部冲击而造成的局部变形和弹性波均可能象&有阻尼或库伦摩擦的非线性振动系统)非线性弹导致系统的非线性!

8、因而混沌现象广泛存在于机械系性联轴节系统)磁悬浮振动系统)机床振动)变截面统中"另外!由于各子系统之间的耦合)相互干扰及弯梁)海上设备的振动及路面车辆系统等"混沌振动外部的干扰!由其它确定的机械系统产生的混沌对所作为非线性振动理论的新分支!正形成一个日趋活跃’=!(控制系统的干扰!也会使该系统表现出混沌现象"袁的研究领域"惠群等发现非线性转子系统发生碰摩时!呈现多种形既然机械系统中的混沌现象是普遍存在!那么就式的周期与概周期运动!以及多种分叉与混沌行应当重视研究机械系