《高維準零剛度浮筏系統的混沌化頻譜重構》是依託中南大學，由李盈利擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高維準零剛度浮筏系統的混沌化頻譜重構
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李盈利
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對通過混沌隔振來降低潛艇隱秘航行時的線譜特徵，以提高其聲隱身性能這一理念，目前隔振系統的混沌化研究已取得一些成果，但其對削弱線譜特徵效果不大，並且混沌譜強度較高，混沌機理尚不明確，混沌化效果未從工程實際技術層面加以評估，諸多問題嚴重限制了其工程套用。為此，本項目擬結合準零剛度隔振器與非線性時延控制以達到混沌化與降譜的雙重目的。首先，建立高維準零剛度浮筏系統的動力學方程，分析其振動特性與被動隔振效果；其次，採用非線性控制理論推導時延控制器並求得其混沌參數域；然後，構造能評估線譜特徵的量化指標，通過調節控制參數進行局部最佳化，以達到頻譜重構與掩蓋線譜特徵的目的；最後，通過開展動力學控制實驗研究，來評估理論方法的準確性與可行性，並驗證高維準零剛度浮筏系統的頻譜重構功效。本項目的研究將豐富與發展非線性動力學理論與方法，推動複雜系統的振動與控制研究發展，為控制潛艇線譜特徵提供理論基礎與技術支持。
結題摘要
針對通過混沌隔振來降低潛艇隱秘航行時的線譜特徵，以提高其聲隱身性能這一理念，本項目結合準零剛度隔振器與非線性時延控制以達到混沌化與降譜的雙重目的。首先，建立高維準零剛度浮筏系統的動力學方程，分析其振動特性與被動隔振效果；其次，採用非線性控制理論推導時延控制器並求得其混沌參數域；然後，構造能評估線譜特徵的量化指標，通過調節控制參數進行局部最佳化，以達到頻譜重構與掩蓋線譜特徵的目的；最後，通過開展動力學控制實驗研究，來評估理論方法的準確性與可行性。數值結果表明，通過將控制參數設定在不穩定區域，可以有效實現混沌化，驗證了穩定性分析對混沌化設計的指導作用。通過準零剛度隔振器與時延控制的獨特組合可以有效地改變頻譜結構，尤其對於高頻區域。準零-準零剛度隔振系統具有很低的力傳遞率，並且能夠實現低頻隔振，可以有效地適用與低頻隔振，對於高維系統同樣適用。討論了阻尼與激勵幅值對力傳遞率特性的影響。相對於單自由度線性隔振系統，準零-準零剛度隔振系統向低頻擴展了80% 。在隔振區間，準零-準零剛度隔振系統的力傳遞率比相應線性系統低4倍。在x，y，z方向的傳遞力幅值分別為原激勵的9.8%, 9.8%, 0.4% 。本項目的研究將豐富與發展非線性動力學理論與方法，推動複雜系統的振動與控制研究發展，為控制潛艇線譜特徵提供理論基礎與技術支持。
