摘要：以一类单自由度非光滑系统为研究对象。分析了系统n-1周期运动经周期倍化分岔通向混沌运动的动力学行为。研究了系统混沌运动的控制问题,提出了一种无模型自适应参数反馈混沌控制方法。该混沌控制方法基于无模型自适应控制方法的思想设计混沌控制器:仅利用被控系统的输入/输出数据在线估计伪偏导数以建立系统的非参数时变动态线性化模型,进而基于该非参数时变动态线性化模型进行混沌控制器设计。当系统进入混沌运动状态后,利用混沌控制器输出微幅调整量施加于系统的可控参数,对混沌系统进行参数反馈控制,将系统的混沌运动控制为期望的周期运动。该混沌控制方法不依赖被控系统的数学模型,可适用于系统模型未知而仅获得系统输入/输出数据的情况,且具有控制器设计简单、计算量小等优点。数学证明了控制系统的稳定性和收敛性,仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性。

摘要：基于一类单自由度受拟周期激励的具有悬臂结构碰撞振动系统,通过数值模拟研究了系统在参数α变化下的奇异非混沌动力学及多稳态共存现象。采用相敏感函数、奇异连续谱、有理数频率逼近、状态变量的傅里叶变换部分和在复平面上的路径等工具刻画了系统在特定参数范围内出现的奇异非混沌吸引子(strange nonchaotic attractors,SNAs)的奇异性。通过最大Lyapunov指数验证了SNAs非混沌特性。发现了系统存在分形和阵发两种通向SNAs的路径,揭示了这两种路径的演化过程和规律特征。结合系统状态变量的时间序列,分析了系统暂态及稳态SNAs与拟周期吸引子的共存、稳态SNAs与混沌吸引子的共存情况,进一步揭示了SNAs的多稳态共存现象及转换规律。该研究可为含悬臂结构的碰撞振动系统的优化设计提供理论依据。

摘要：应用基于RBF神经网络的智能优化控制方法研究一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制。基于RBF神经网络设计混沌控制器,利用混沌控制器输出小扰动施加于系统的可控参数,将混沌运动控制为预期的规则运动,同时将自适应混合引力搜索算法与RBF神经网络相结合,利用自适应混合引力搜索算法收敛速度快和全局寻优能力强的优势,优化混沌控制器的参数,避免了控制器参数选择的盲目性和主观性,提高了控制器的性能。该方法不需要被控系统的精确数学模型,适用于系统模型未知而仅获得实验数据的情况。

摘要：针对一类含间隙碰撞振动系统混沌运动的控制问题,提出一种基于脊波神经网络的混沌运动智能优化控制方法.该方法基于脊波神经网络设计混沌控制器,同时采用动态多子群引力搜索算法优化脊波神经网络模型的参数.在碰撞振动系统进入混沌运动状态后,利用经优化的脊波神经网络混沌控制器输出微幅调整量施加于系统的可控参数,对混沌系统进行参数反馈控制,使系统产生规则的周期运动.该方法不依赖被控系统的精确数学模型,可适用于系统模型未知而仅获得系统I/O数据的情况.仿真结果验证了该控制方法的可行性和有效性.

摘要：建立了一类简谐激励作用下、两自由度含干摩擦无足自驱动系统的力学模型,描述并分析了系统的运动特性,得到了系统参数选择的最佳范围。研究发现:在低频区,随着激励频率ω的减小,擦边分岔诱导系统碰撞次数逐渐增加,直至颤振序列;在高频区,系统存在混沌运动。在一个完整周期内,基体的运动由黏滞、正向驱进和负向驱进三种中的一种或多种组成;系统平均驱进速度v对激励频率ω和质量比μm的变化较敏感,摩擦比f、间隙δ、刚度比μk对系统的影响相对较小,质量比μm的最佳选择范围为[0.4,0.8];系统正向和负向驱进的最大平均速度出现在低频区和质量比较小时;在高频区,基体趋于黏滞状态。该研究结果和方法,可为无足自驱动系统的设计及参数优化提供相应的理论依据。

摘要：针对一类单自由度含间隙和预紧弹簧的弹性碰撞振动系统的分岔控制问题,提出了一种基于Lyapunov指数及径向基函数神经网络的分岔预测及控制方法.首先建立了系统的Poincare映射,推导了弹性碰撞振动系统周期运动存在的条件,研究了在主要分岔参数平面中的动力学分布;其次利用Lyapunov指数分析了系统的稳定性,提出利用追踪Lyapunov指数谱分岔点来预测周期倍化分岔发生的方法;最后基于径向基函数神经网络设计了参数反馈分岔控制器、基于周期倍化分岔点处的最大Lyapunov指数构造适应度函数,并利用Lyapunov指数判断是否实现了分岔控制,以引导自适应混合引力搜索算法对控制器的参数进行优选,从而实现周期倍化分岔控制.

摘要：悬索桥受自身灵活性高但不够坚固的特性影响,其抗风能力相对较弱,当风速达到一定规模时,桥体可能会发生抖振、颤振甚至坍塌。研究了一类单自由度分段光滑的悬索桥模型受到风载荷作用时的动力学特性,数值模拟出系统在不同参数下的分岔图,吸引子和吸引域,得到丰富的多稳态现象。利用打靶法计算出系统的不稳定周期轨道,观察包括内部激变、边界激变在内的激变动力学现象。数值研究结果说明:同样的系统参数下可能出现多个运动状态,甚至出现从不稳定的周期运动状态直接跳跃到混沌的运动状态的现象,这在实际建造设计、安全性检测以及失效预警过程中需要注意或者避免。

摘要：为了改善高速客车的动力学性能,采用稳健试验设计法对高速客车的多个关键悬挂参数进行了多目标优化。基于多体动力学软件UM,完成了高速客车模型的建立和基本参数的设置。采用变化系数的方法,得出各项动力学性能指标结果,筛选出关键悬挂参数。将关键悬挂参数进行正交试验,对试验结果进行信噪比分析,确定了优化后的参数。对优化后的参数进行验证发现:各项动力学性能指标均得到改善,悬挂参数的优化是有效的。

摘要：针对低频隔振,采用正负刚度并联的原理构造一种拉伸式准零刚度隔振器。通过静力学分析,确定系统在平衡位置实现准零刚度的参数条件;采用谐波平衡法求解系统在简谐力作用下的幅频响应和多稳态区域;利用马蒂厄方程进行稳定性判别,并与数值结果进行对比;利用胞映射验证多态共存,分析系统参数对幅频响应和力传递率的影响。研究表明,在满足准零刚度条件下,准零刚度隔振系统起始隔振频率比为0.73左右,相对于线性系统,起始隔振频率比降低50%左右,隔振性能更好,实现了低频隔振。

摘要：考虑一类单自由度1/4非线性车辆悬架系统,根据Floquet理论得到周期运动的Floquet乘子用于判定其稳定性;并得到Lyapunov指数用于刻画混沌运动的性质.揭示了系统中一种新的滞后分岔:滞后环由一条稳定的周期轨道、一条不稳定周期轨道和一条周期轨道的倍化序列构成.其中周期轨道的倍化序列在滞后环的边界已经形成混沌轨道;因此随参数改变在该滞后环边界将产生一条稳定周期轨道与一条混沌轨道之间的跳跃现象.并且,若周期倍化序列形成的混沌轨道在滞后环边界处与不稳定周期轨道接触,混沌轨道将产生边界激变而突然消失,并跳跃至另一条稳定的周期轨道.根据线性增益控制法,实现了滞后环内部的多稳态控制,包括从大振幅周期3轨道控制到小振幅周期1轨道,以及周期1轨道控制到混沌轨道.本文研究结果可为车辆悬架的动力学设计提供理论参考.