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)

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[1－4]，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[5]提出了外加混沌信号实现广义同步，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。张振海等[6]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，现有作动器在工程上难以实现。文献[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可行性，但并没有开展相关的试验研究工作。本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，对混沌投影同步开展了试验研究。

1 试验台架及混沌驱动系统设计

1.1 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。本文所设计的试验台架如图1和图2所示。

图1 投影混沌同步试验原理图Fig.1 The schematic diagram of projective synchronization test

图2 试验台架Fig.2 The substance of test equipment

其中:M1为下层质量块质量，M2为上层质量块质量，C1为下层隔振器的阻尼系数，C2为上层隔振器的阻尼系数，K1为下层隔振器的刚度，K2为上层隔振器的刚度，Fc为作动器的输出力，F为系统输出外力。……