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基于混沌理论的原子力显微镜微悬臂梁结构及材料选择分析 被引量:1
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作者 宋佩颉 褚衍东 俞睿 《兰州交通大学学报》 CAS 2023年第3期68-78,共11页
原子力显微镜微悬臂梁运动方程在特定条件下表现出混沌运动并严重影响其测量精度,如何避免或降低混沌运动的影响,是近年来微悬臂梁系统研究的重点。以原子力显微镜微悬臂梁的运动方程为出发点,确定状态空间方程中各参数的取值范围,然后... 原子力显微镜微悬臂梁运动方程在特定条件下表现出混沌运动并严重影响其测量精度,如何避免或降低混沌运动的影响,是近年来微悬臂梁系统研究的重点。以原子力显微镜微悬臂梁的运动方程为出发点,确定状态空间方程中各参数的取值范围,然后应用分岔图和李雅普诺夫指数图等方法分析状态空间方程中各参数变化时系统的动态响应,得到系统产生混沌运动时各参数的临界值,进而由参数定义确定各参数变化的影响因素,最终对系统结构及材料选择进行分析。结果表明,在特定条件下,V形结构微悬臂梁,氮化硅和硅混合材质的微悬臂梁能够有效的避免系统出现混沌运动。研究结果对原子力显微镜微悬臂梁结构及材料选择提供了有意义的理论参考,对改善原子力显微镜的测量精度,具有工程实用价值。 展开更多
关键词 原子力显微镜 微悬臂梁 混沌运动 材料选择 结构选择
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双参平面内单级直齿圆柱齿轮系统动力特性综合分析 被引量:11
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作者 田亚平 褚衍东 饶晓波 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期219-225,共7页
为揭示非线性直齿圆柱齿轮系统分岔、啮合冲击、脱啮和动载系数间的耦合关系,在时变啮合刚度幅值系数与无量纲频率参数平面内用PNF法和延续算法对单级齿轮系统的动力学模型求解获其周期/冲击、脱啮占空比、齿背啮合比、动载系数伪彩图... 为揭示非线性直齿圆柱齿轮系统分岔、啮合冲击、脱啮和动载系数间的耦合关系,在时变啮合刚度幅值系数与无量纲频率参数平面内用PNF法和延续算法对单级齿轮系统的动力学模型求解获其周期/冲击、脱啮占空比、齿背啮合比、动载系数伪彩图。研究表明:幅值系数和频率是影响分岔、冲击、脱啮、动载系数的主要因素,随幅值系数递增系统经倍化、Hopf、激变、擦切、鞍结分岔方式由周期运动通向混沌,并导致啮合冲击、脱啮占空比和动载系数增大;混沌、拟周期运动和啮合冲击现象出现在共振频率附近,其脱啮、动载系数在该处出现极值。双参平面内综合动力特性转迁规律为齿轮结构设计参数优化提供理论参考。 展开更多
关键词 非线性振动 单级齿轮传动系统 动力特性 PNF数值法 双参平面
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磁悬浮裂纹转子-轴承碰摩系统的动力学特性 被引量:6
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作者 徐璐 褚衍东 饶晓波 《兰州交通大学学报》 CAS 2018年第2期84-91,共8页
为了研究磁悬浮裂纹转子-轴承碰摩系统的动力学特性,采用数值积分法,利用分岔图、时间响应图、Poincaré截面图和相图,首先探究裂纹深度A和裂纹角对β系统产生的影响,其次探明刚度比K、偏心量比U和库伦滑动摩擦系数μ对裂纹磁悬浮... 为了研究磁悬浮裂纹转子-轴承碰摩系统的动力学特性,采用数值积分法,利用分岔图、时间响应图、Poincaré截面图和相图,首先探究裂纹深度A和裂纹角对β系统产生的影响,其次探明刚度比K、偏心量比U和库伦滑动摩擦系数μ对裂纹磁悬浮转子动力学的影响.结果表明:当磁悬浮转子出现裂纹时,随着裂纹的加深,转子的刚度会被裂纹的扩展所弱化,引发转子剧烈震动导致失稳,此外裂纹深度较大时,偏心量比U和库伦滑动摩擦系数μ对系统运动状态产生微弱的影响. 展开更多
关键词 磁悬浮转子 辅助轴承 碰摩 裂纹 振动 非同步运动 同步运动
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Nonlinear dynamics analysis of a new autonomous chaotic system 被引量:14
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作者 chu yan-dong LI Xian-feng +1 位作者 ZHANG Jian-gang CHANG Ying-xiang 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第9期1408-1413,共6页
In this paper,a new nonlinear autonomous system introduced by Chlouverakis and Sprott is studied further,to present very rich and complex nonlinear dynamical behaviors. Some basic dynamical properties are studied eith... In this paper,a new nonlinear autonomous system introduced by Chlouverakis and Sprott is studied further,to present very rich and complex nonlinear dynamical behaviors. Some basic dynamical properties are studied either analytically or nu-merically,such as Poincaré map,Lyapunov exponents and Lyapunov dimension. Based on this flow,a new almost-Hamilton chaotic system with very high Lyapunov dimensions is constructed and investigated. Two new nonlinear autonomous systems can be changed into one another by adding or omitting some constant coefficients. 展开更多
关键词 自治混沌系统 非线性动力学分析 李雅普洛夫指数 相空间
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基于钻柱横向振动模型的动力学分析
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作者 杨琼 褚衍东 徐璐 《兰州交通大学学报》 CAS 2022年第6期76-82,共7页
当钻头与土地接触时,将出现钻头的过早磨损并产生可以清晰反映设备的运动状态及地底情况的主要振动.为了减弱由钻柱振动引起的部件磨损,详细地了解钻柱振动的动力学特性就显得十分重要.本文以钻铤质量偏心引起的钻柱横向振动模型为研究... 当钻头与土地接触时,将出现钻头的过早磨损并产生可以清晰反映设备的运动状态及地底情况的主要振动.为了减弱由钻柱振动引起的部件磨损,详细地了解钻柱振动的动力学特性就显得十分重要.本文以钻铤质量偏心引起的钻柱横向振动模型为研究对象,推导了保持钻柱同步涡动的参数条件,探索了外激励频率变化对系统同步涡动现象的影响.借助数值方法,分析了系统复杂的振动特性,确定了钻柱系统稳定运行的参数区域.这些结果可以有效的避免钻头磨损和部件的疲劳问题,并为钻柱的优化设计提供一定的参考. 展开更多
关键词 钻柱 稳定性 同步涡动 外激频率 质量偏心率
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A novel adaptive-impulsive synchronization of fractional-order chaotic systems
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作者 Leung Y.T.Andrew Li Xian-Feng +1 位作者 chu yan-dong Zhang Hui 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第10期86-92,共7页
A novel adaptive-impulsive scheme is proposed for synchronizing fractional-order chaotic systems without the necessity of knowing the attractors' bounds in priori. The nonlinear functions in these systems are suppose... A novel adaptive-impulsive scheme is proposed for synchronizing fractional-order chaotic systems without the necessity of knowing the attractors' bounds in priori. The nonlinear functions in these systems are supposed to satisfy local Lipschitz conditions but which are estimated with adaptive laws. The novelty is that the combination of adaptive control and impulsive control offers a control strategy gathering the advantages of both. In order to guarantee the convergence is no less than an expected exponential rate, a combined feedback strength design is created such that the symmetric axis can shift freely according to the updated transient feedback strength. All of the unknown Lipschitz constants are also updated exponentially in the meantime of achieving synchronization. Two different fractional-order chaotic systems are employed to demonstrate the effectiveness of the novel adaptive-impulsive control scheme. 展开更多
关键词 adaptive-impulsive synchronization fractional order chaotic systems combined feedbackstrength
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