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1、JURNALOFVIRATINANDSIIOCK投影混沌同步試驗研究楊慶超，朱石堅，劉樹勇，曾強洪（海軍工程大學船舶與動力學院，武漢430033）摘要：針對混沌線譜控制技術遇到的如何在變工況和小振幅條件下實現(xiàn)持續(xù)混沌的難題，在理論研究的基礎上，根據工程實際，設計了試驗臺架、線性隔振元件和混沌驅動器，對投形同步進行了試驗研究。結果表明，該方法能夠使隔振系統(tǒng)在變工況和小振幅條件下穩(wěn)定地產生混沌響應，控制器具冇較強的魯棒性，因而利用混沌同步降低軸射線譜幅度是可行的。關鍵詞：投爆同步；試驗研究中圖分類號：0322文獻標識碼：AExperient
2、1sudyonprojctvesnchroniatontaviratonioltonssemYANGQighaoZHUShian,LIShuong,ZENGQingong(ColegeofNavalArhiectrandPowerNavaIUni.ofEngieerngWuhan430033?ChiaAbsractIorcrtovcrometodifculisie.,howtmaitiachaotcmotonandhowtobtichaosundersa1amp1tdeiavarigopertoncondiinarsngfomprctc
3、aliplmentofchaotfigtchniuefrlnsectarducton.Atsrck,lnearioltonelmentandachaosdrvigssemwerdesgnedaccorigtengieerngralt,andatswasconductdtva1datteefiincyofprjctvesnchrniaton.Therslssowedtattimetodeanoverometeabovedifcu1isandrducerditonlnesectaefectvel.Keywordsprjetvesnehrni
4、aton；expermentlsudy1試驗臺架及混沌驅動系統(tǒng)設計11試驗原理試驗系統(tǒng)由激振系統(tǒng)、臺架部分、數據采集、控制、輸出部分、控制力輸出部分四部分組成c本文所設計的試驗臺架如圖1和圖2所示。線譜混沌化控制技術利用非線性隔振系統(tǒng)處于混沌狀態(tài)時其響應功率譜呈現(xiàn)連續(xù)譜這一特征來消除或降低動力機械對船體的線譜激勵［―們，但在實際工程應用中面臨如何在變工況條件下實現(xiàn)持續(xù)的混沌運動這個問題。針對這一難題，俞翔等信號實現(xiàn)廣義同步，從而使系統(tǒng)保持持續(xù)的運動，從而使隔振系統(tǒng)保持持續(xù)的混沌運動，但該方案對參數選擇相當嚴格，降低了系統(tǒng)的魯棒性。張振海
5、等⑺將振動系統(tǒng)離散化，根據反饋混沌化理論，對系統(tǒng)施加離散反饋控制從而實現(xiàn)混沌，但該方法要求控制器輸出力為方波信號，現(xiàn)冇作動器在工程上難以實現(xiàn)。獻［7-8］從理論上深入研究了將混沌投影同步應用于隔振系統(tǒng)的町行性，但并沒有開展相關的試驗研究工作。木文根據在船舶的機械系統(tǒng)中，隔振元件的振幅比被隔振設備主尺度小3至4個數量級，其非線性特性體現(xiàn)不明顯的工程實際，設計了試驗臺架、線性隔振元件和混沌驅動系統(tǒng)，対混沌投影同步開展了試驗研究。圖I投影混沌同步試驗原理圖基金項目：國家自然科學基金青年科學基金(51009143)；上海交通大學海洋工程國家重點
6、試驗室基金資助(1009)0B0收稿日期：2011-08-16修改稿收到日期：2011-10-14第一作者楊慶超男，幅士，1987年生mateiyzibisaiytnc,■JiUyah9)ctuet9:nd0CWfite?0naniimiunynait0■1iraimesiyneqoiprcictaisaisinyt?1n0?1eiyeteoiehceeiy0ziuthhhshhfiteeaa??11pr■1y:0eiyozi?at捉出了外加混沌質林塊貯剛性基座楊慶超等：投彩混沌同步試驗研究圖2試驗臺架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為下層質量塊質量，M-2為上層質量塊質量，C,為下層隔振器的阻尼系數，C2為上層隔振器的阻尼系數，K,為下層隔振器的剛度，K2為上層隔振器的剛度，F(xiàn)c為作動骼的輸出力，F(xiàn)為系統(tǒng)輸出外力。將式(1)進行無量綱化處理得到：xI=X1,x2=X1,x3=X2x=X,=u,=k,=k,MirMiM2MiC_F_F_M2—?mTM2-將式(1)寫成一階矩陣形式:X=AX+BU(t+WF(t(2
8、)式中:y=—0.xA」「哄0+k)亍(必+g)哄嚨i0011
9、I0〕I011一卩I0)c101101」1f=F(tT若滿足rnk[BABABAB]=4,則系統(tǒng)是狀態(tài)完全能控，可以認為該系統(tǒng)為線性定常單輸入
