舰船机械隔振系统线谱混沌化控制
出版时间：2014年版
内容简介
《舰船机械隔振系统线谱混沌化控制》内容包括了线谱混沌化控制技术近年来的最新研究成果。针对水下辐射噪声频谱重构这一主题，阐述了线谱混沌化控制方法和基于准零刚度系统的低频隔振技术。前者是线谱改造的技术手段，后者是降低线谱强度和发挥混沌化效能的利器，通过两者技术融合，在准零刚度系统上实现高品质混沌化。《舰船机械隔振系统线谱混沌化控制》共分为10章：第1章为绪论，概述了舰船水声隐身的意义和经典隔振理论对线谱控制的局限；第2章介绍线谱混沌化控制的理论基础，即混沌基本特征与混沌化控制方法等；第3章阐述利用线谱混沌化控制来实现频谱重构的原理；第4章讨论将隔振系统离散化后，利用离散脉冲控制来实现系统混沌化的方法；第5章研究混沌同步化线谱控制方法，并对混沌同步的多稳定同步流形进行理论分析；第6章分析线性和非线性时延控制在线谱混沌化控制中的应用；第7章提出最优时延反馈混沌化方法，并通过数值仿真和试验研究验证了其有效性；第8章为准零刚度隔振系统的概念、原理、动力学特性，并设计了几类不同新型准零刚度隔振器，是实现高品质混沌化的系统平台；第9章建立准零刚度浮筏隔振系统，并利用最优时延反馈方法实现其混沌化，从而改善和重构系统线谱特征；第10章对线谱混沌化控制技术进行综合评述，并提出进一步深化研究的方向和对该项整体技术的展望。
目录
第1章 绪论
1.1 舰船水下辐射噪声及其危害
1.1.1 水声隐身
1.1.2 水声辐射对水声探测的影响
1.2 舰船水下辐射噪声组成及特征
1.2.1 水下辐射噪声的主要来源
1.2.2 水下辐射噪声的频谱特性
1.3 舰船机械噪声振动控制
1.3.1 水下辐射噪声控制要求和方法
1.3.2 经典隔振理论及其局限
1.4 基于线谱混沌化的频谱重构
参考文献
第2章 非线性系统混沌化
2.1 混沌的特征
2.2 混沌的定义
2.2.1 Li-Yorke混沌
2.2.2 Devaney混沌
2.3 混沌的数值判据与识别
2.3.1 Lyapunov指数
2.3.2 修正的Poincare截面法
2.3.3 混沌信号的小波包能量特征
2.3.4 混沌信号的递归图特征
2.3.5 混沌振动离线识别流程
2.3.6 混沌振动在线监测方法
2.4 混沌化控制方法
2.4.1 混沌控制与混沌化控制
2.4.2 离散时间系统
2.4.3 连续时间系统
参考文献
第3章 线谱混沌化频谱重构原理
3.1 隔振系统建模
3.2 硬弹簧Duffing振子的动力学特性与混沌机理
3.2.1 范德波尔平面分析
3.2.2 胞映射分析
3.2.3 混沌运动的演化分析
3.3 倍周期分岔过程功率谱的标度性
3.4 混沌运动的功率谱特性
3.5 线谱混沌化控制的基本思想
3.6 线谱混沌化的困难与挑战
参考文献
第4章 离散脉冲混沌化线谱控制
4.1 连续时间系统的离散化
4.1.1 单自由度系统离散化
4.1.2 多自由度系统离散化
4.2 离散系统混沌化原理
4.2.1 单自由度系统的混沌化
4.2.2 多自由度系统的混沌化
4.3 基于Lyapunov指数的控制器设计
4.3.1 单自由度线性系统控制器设计
4.3.2 多自由度线性系统控制器设计
4.4 数值分析
4.4.1 时间历程与功率谱
4.4.2 相图分析
4.4.3 频谱结构分析
参考文献
第5章 混沌同步化线谱控制
5.1 混沌同步化原理
5.2 参数驱动控制方法
5.2.1 基本方程
5.2.2 控制方法
5.2.3 稳定性分析
5.3 状态驱动控制方法
5.3.1 控制方法
5.3.2 稳定性分析
5.4 多稳定同步流形
5.4.1 同步流形的多值性
5.4.2 同步流形的稳定性条件
5.4.3 耦合Duffing系统分析
参考文献
第6章 时延反馈混沌化控制
6.1 时延系统的高维度特性
6.2 时延系统的稳定性分析
6.2.1 单层隔振系统的稳定性条件
6.2.2 控制增益与系统刚度的关系
6.3 线性时延反馈混沌化控制
6.3.1 浮筏隔振系统的稳定性
6.3.2 控制参数对混沌化的影响
6.4 非线性时延反馈混沌化控制
6.4.1 非线性系统的精确线性化
6.4.2 标准型线性系统时延反馈混沌化
6.4.3 浮筏隔振系统的非线性时延控制器
6.5 非线性时延混沌化分析与讨论
6.5.1 反馈控制增益对线谱的影响
6.5.2 控制时延变化的影响
6.5.3 反馈频率变化的影响
参考文献
第7章 优化时延反馈混沌化控制
7.1 基于线谱特征的目标函数设计
7.1.1 时延反馈控制器设计
7.1.2 线谱特征目标函数设计
7.1.3 线谱特征指标函数验证
7.2 优化时延反馈混沌化方法
7.3 大参数范围的线谱混沌化控制
7.3.1 数值仿真
7.3.2 实验验证
7.4 实时优化时延反馈混沌化控制
7.4.1 控制策略
7.4.2 数值算例
参考文献
第8章 准零刚度隔振系统及动力学特性
8.1 准零刚度概念
8.2 几类准零刚度隔振器设计及刚度特性
8.2.1 磁力弹簧准零刚度隔振器
8.2.2 碟形准零刚度隔振器
8.2.3 屈曲板准零刚度隔振器
8.2.4 滚球型准零刚度隔振器
8.3 准零刚度系统的隔振特性
8.3.1 幅频曲线及跳跃频率
8.3.2 力传递率
8.4 实验研究
8.4.1 实验装置
8.4.2 实验结果
参考文献
第9章 准零刚度浮筏隔振系统混沌化控制
9.1 准零刚度浮筏隔振系统设计
9.2 简化模型的动力学特性
9.2.1 模型简化
9.2.2 隔振性能
9.3 准零刚度浮筏隔振系统动力学方程
9.4 隔振特性分析
9.5 频谱重构
参考文献
第10章 线谱混沌化控制综合评述与展望
10.1 混沌化方法综述
10.2 大参数范围混沌化
10.3 小能量控制
10.4 混沌品质的改善
10.5 变参数持续混沌化
10.6 准零刚度系统与混沌化结合
10.7 技术发展方向与展望
参考文献
