近似熵在欠驱动五杆机构混沌边缘分析中的应用

熵是一种衡量数据不规则性的方法,也是少有的混沌现象的定量分析的指标之一。利用熵的方法找出机构运动的混沌边缘,并且确定出熵计算中阈值选取的有效方法为目的。以欠驱动五杆机构为研究对象,利用SimMechanics对其机构进行建模和仿真,提取随杆长变化的时间序列、计算近似熵的熵值并绘出熵变化线图的方法,找出系统从周期运动进入混沌的杆长取值范围。以李雅普诺夫指数与机构运动的相图为依据,确定了在近似熵计算时合适的阈值取值范围。为近似熵的计算提出了一种新的阈值取值方法。

变参数欠驱动平面五杆机构的混沌运动

在机构运动过程中,如果机构的参数发生了变化,则机构的运动状态也必定会发生变化。以欠驱动平面五杆机构为例,研究滑块质量动态变化对机构运动的影响。以Simulink/SimMechanics和排列熵为主要研究工具,通过对机构混沌运动边缘分析,确定出了机构周期(准周期)运动、混沌运动的条件。在此基础上,分别以周期(准周期)运动和混沌运动为机构的初始运动状态,研究滑块质量有规律地增加的情况下机构的运动状态。研究表明,无论机构初始运动状态是周期(准周期)的还是混沌的,经过一定的时间之后,机构的运动状态都是混沌的。