多参数非线性机械动力系统计算仿真研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2016年第1期多参数非线性机械动力系统计算仿真研究4程杰锋，谢进，魏巍(西南交通大学机械工程学院，成都610031)摘要：针对多参数非线性机械系统的分析问题，提出了在MATLAB环境下仿真系统的设计方法。该方法的核心是将在参数和初始值的变化过程中，各个参数和初始值及其对应的系统运动相图保存起来，根据相图对系统的运动状态进行初步判断，找出与研究主题最相关的相图及其对应的参数和初始点。利用该参数和初始点重新对系统进行仿真，再利用系统其他运动状态的判据，对系统的运动状态进一步分析，如功率谱和最大Lya

2、punov指数，从而重新确定出对应系统某种运动状态的参数和初始值。继续上述程序运行，便可完成多参数变化对系统运动状态影响的分析。以一个两自由度机械系统为例，说明了该方法的实现过程和有效性。关键词：MATLAB软件；多参数；动力系统；混沌中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)01—删20—07DOI：10．16731／j．cnki．1671—3133．2016．01．005Theanalysisofnonlinermechanicaldynamicswithmulti-parametersChengJiefeng，XieJin，WeiWei

3、(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Amethodtoanalyzenonlinearmechanicaldynamicswithmulti—parametersusingMATLABispresented．Themainideaofthemethodistosavethephasediagramsofmotiontogetherwiththeparametersandinitialconditionsduringthesimulationo

4、fsystemastheparametersandinitialconditionsarevaried．Thestateofmotionistentativelyjudgedbyphasediagram，andthepa-rametersandinitialconditionsforthemotionrelatedtoresearchtopicwillbeobtainedfromthedatabase．Withtheseparametersandinitialconditions，asimulationiscarriedout，andtheresultswillformsomeo

5、thercriterionstocheckandconfirmthestateofmotion，suchaspower—spectrumandlargestLyapunovexponent．Inthisway，theparametersandinitialconditionsforthemotionrelatedCanbefound．Continuetoruntheprogram，cancompletetheanalysisoftheinfluenceonthesystem’Smotionwithparam·eterschange．Amechanicalsystemwithtwo

6、degreesoffreedomistakenanexampletodemonstratetheprocessandefficacyofthemethodproposed．Keywords：MATLABsoftware；multi-parameters；dynamics；chaos0引言在机械系统动力分析中的大多数数学模型都是非线性的微分方程组。通常情况下，很难得到这些方程组的解析解，因此，人们常常采用数值方法进行求解¨J。非线性动力系统分析的主要内容是研究系统参数的变化对系统运动状态的影响，而在机械系统中影响系统运动的参数往往不止一个；因此，研究多参数机械动力系统的分析方法具有

7、一定的意义。MatCont是在MATLAB环境下运行的非线性动力系统分岔分析比较有效的工具旧J，但是，使用该系·国家自然科学基金资助项目(51175437)20统需要对非线性动力分析的基本理论有较深入的了解，这对初学者和一般的工程技术人员而言有一定的困难。本文针对多参数非线性机械动力系统分析的问题，探索出了在MATLAB环境下增加一些短小的程序与MATLAB已有的程序、语句构成动力分析系统的方法。1非线性动力系统仿真分析系统的构成本文所提出方法的核心是编写3个函数文件：其中一个用