近似熵在小车一级倒立摆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,是少有的判断混沌现象的定量指标之一。研究的目的是探明机构混沌运动以及在其混沌运动边缘熵值的变化情况。以小车直线一级倒立摆为研究对象,通过动力学仿真提取系统的动力响应时间序列,利用近似熵的方法,研究了小车一级倒立摆混沌边缘近似熵值的变化情况。主要研究结论是在系统的动态响应从周期运动到混沌运动的变换过程中,近似熵也经历了从0到大于0的变化;而在混沌边缘,出现了近似熵在0与大于0之间的交替变化,说明此时系统的周期运动与混沌运动共存。本文利用相轨迹法验证了结论的正确性。

利用排列熵确定平面欠驱动五杆机构的混沌边缘

排列熵是信号复杂性的一种度量。文章提出利用排列熵值确定平面欠驱动五杆机构的混沌边缘。首先利用MATLAB中Simmechanics模块建立欠驱动五杆机构动力学模型,提取随杆长变化的位移、速度的多组时间序列,然后计算排列熵并绘制熵值随杆长变化的曲线,根据排列熵曲线的变化趋势确定机构运动的混沌边缘。最后利用相图和最大李雅普诺夫指数法对确定的混沌边缘进行了验证。研究表明利用排列熵值曲线可以正确地确定出机构的混沌边缘。

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。

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。

范德华力对微悬臂梁动力模型及分岔的影响

微悬臂梁结构是微机电系统(MEMS)中广泛应用的一种结构型式。在其动力学分析模型中,除了考虑非线性静电力、参数激励和压膜阻尼的影响,还加入了范德华力。通过改变影响范德华力的参数,分析了范德华力对系统的吸合电压、稳定运动状态以及分岔的影响,得出了范德华力对系统动力响应影响的变化规律,为对该系统的运动控制奠定了基础。