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1、JURNALOFVIRATINANDSIIOCK投影混沌同步试验研究杨庆超，朱石坚，刘树勇，曾强洪（海军工程大学船舶与动力学院，武汉430033）摘要：针对混沌线谱控制技术遇到的如何在变工况和小振幅条件下实现持续混沌的难题，在理论研究的基础上，根据工程实际，设计了试验台架、线性隔振元件和混沌驱动器，对投形同步进行了试验研究。结果表明，该方法能够使隔振系统在变工况和小振幅条件下稳定地产生混沌响应，控制器具冇较强的鲁棒性，因而利用混沌同步降低轴射线谱幅度是可行的。关键词：投爆同步；试验研究中图分类号：0322文献标识码：AExperient
2、1sudyonprojctvesnchroniatontaviratonioltonssemYANGQighaoZHUShian,LIShuong,ZENGQingong(ColegeofNavalArhiectrandPowerNavaIUni.ofEngieerngWuhan430033»ChiaAbsractIorcrtovcrometodifculisie.,howtmaitiachaotcmotonandhowtobtichaosundersa1amp1tdeiavarigopertoncondiinarsngfomprctc
3、aliplmentofchaotfigtchniuefrlnsectarducton.Atsrck,lnearioltonelmentandachaosdrvigssemwerdesgnedaccorigtengieerngralt,andatswasconductdtva1datteefiincyofprjctvesnchrniaton.Therslssowedtattimetodeanoverometeabovedifcu1isandrducerditonlnesectaefectvel.Keywordsprjetvesnehrni
4、aton；expermentlsudy1试验台架及混沌驱动系统设计11试验原理试验系统由激振系统、台架部分、数据采集、控制、输出部分、控制力输出部分四部分组成c本文所设计的试验台架如图1和图2所示。线谱混沌化控制技术利用非线性隔振系统处于混沌状态时其响应功率谱呈现连续谱这一特征来消除或降低动力机械对船体的线谱激励［―们，但在实际工程应用中面临如何在变工况条件下实现持续的混沌运动这个问题。针对这一难题，俞翔等信号实现广义同步，从而使系统保持持续的运动，从而使隔振系统保持持续的混沌运动，但该方案对参数选择相当严格，降低了系统的鲁棒性。张振海
5、等⑺将振动系统离散化，根据反馈混沌化理论，对系统施加离散反馈控制从而实现混沌，但该方法要求控制器输出力为方波信号，现冇作动器在工程上难以实现。献［7-8］从理论上深入研究了将混沌投影同步应用于隔振系统的町行性，但并没有开展相关的试验研究工作。木文根据在船舶的机械系统中，隔振元件的振幅比被隔振设备主尺度小3至4个数量级，其非线性特性体现不明显的工程实际，设计了试验台架、线性隔振元件和混沌驱动系统，対混沌投影同步开展了试验研究。图I投影混沌同步试验原理图基金项目：国家自然科学基金青年科学基金(51009143)；上海交通大学海洋工程国家重点
6、试验室基金资助(1009)0B0收稿日期：2011-08-16修改稿收到日期：2011-10-14第一作者杨庆超男，幅士，1987年生mateiyzibisaiytnc,■JiUyah9)ctuet9:nd0CWfite•0naniimiunynait0■1iraimesiyneqoiprcictaisaisinyt•1n0•1eiyeteoiehceeiy0ziuthhhshhfiteeaa••11pr■1y:0eiyozi•at捉出了外加混沌质林块贮刚性基座杨庆超等：投彩混沌同步试验研究图2试验台架Fi.2Thesbsanceoft
7、sequimentMiXi+C2(Xi-XO+C1X1+K2(Xi一XQ+KX=—F(1)M2X2+C2(X2-Xi)+K2(X2-1)=F+Fc其中：Mi为下层质量块质量，M-2为上层质量块质量，C,为下层隔振器的阻尼系数，C2为上层隔振器的阻尼系数，K,为下层隔振器的刚度，K2为上层隔振器的刚度，Fc为作动骼的输出力，F为系统输出外力。将式(1)进行无量纲化处理得到：xI=X1,x2=X1,x3=X2x=X,=u,=k,=k,MirMiM2MiC_F_F_M2—®mTM2-将式(1)写成一阶矩阵形式:X=AX+BU(t+WF(t(2
8、)式中:y=—0.xA」「哄0+k)亍(必+g)哄咙i0011
9、I0〕I011一卩I0)c101101」1f=F(tT若满足rnk[BABABAB]=4,则系统是状态完全能控，可以认为该系统为线性定常单输入
