离心调速器系统混沌分析与控制策略

"离心调速器系统的混沌分岔及控制 (2014年)：该论文由王小斌、黄剑和李贵杰撰写，发表于2014年2月的《温州大学学报·自然科学版》。文章探讨了离心调速器系统的混沌动力学行为，通过建立动力学方程并使用相图、分岔图和Lyapunov指数图进行分析。研究中提出了三种无反馈控制方法——周期参数强迫、周期激励控制和x|x|控制，以有效控制系统的混沌行为，将其引导至稳定的周期轨道。经过数值仿真验证了这些控制策略的有效性和可行性。" 离心调速器系统是旋转机械设备中的关键部件，其功能在于维持稳定的速度。然而，当系统受到外部干扰时，容易产生混沌现象，导致速度波动。为了改善这一动力学行为，研究者对混沌现象进行了深入研究，旨在找到控制混沌的方法。 论文首先建立了离心调速器系统的力学模型，考虑了如杆长、刚性球质量、旋转轴位置、引擎角速度、弹簧倔强系数等因素。通过牛顿第二定律推导出系统的运动方程，用于描述系统动态行为。接下来，作者使用了相图、分岔图和Lyapunov指数等工具，这些是混沌理论中的关键分析手段，用于揭示系统的复杂动力学特性，包括混沌的起源和演化。 控制混沌的方法主要包括周期参数强迫、周期激励控制和x|x|控制。周期参数强迫是通过周期性地改变系统参数来调控混沌；周期激励控制则通过向系统引入周期性外部信号来抑制混沌；x|x|控制是一种特殊的控制策略，通过设计特定的控制函数来稳定系统。这三种方法都无需依赖系统的状态反馈，因此属于无反馈控制。 数值仿真是验证控制策略有效性的重要手段。在论文中，作者通过数值模拟实验，调整了控制参数，证明了所提出的控制方法能够成功地将混沌行为转化为稳定的周期运动，从而验证了方法的可行性和实用性。 离心调速器系统的混沌控制对于保障机械设备的稳定运行具有重要意义，这项研究为混沌系统的控制提供了新的思路和技术，对于工程应用和理论研究都具有实际价值。同时，它也为混沌理论在其他领域的应用，如动力系统、电子工程、生物系统等，提供了参考。