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第1章 绪论 1

1.1 舰船水下辐射噪声及其危害 1

1.1.1 水声隐身 1

1.1.2 水声辐射对水声探测的影响 2

1.2 舰船水下辐射噪声组成及特征 4

1.2.1 水下辐射噪声的主要来源 4

1.2.2 水下辐射噪声的频谱特性 5

1.3 舰船机械噪声振动控制 9

1.3.1 水下辐射噪声控制要求和方法 9

1.3.2 经典隔振理论及其局限 10

1.4 基于线谱混沌化的频谱重构 13

参考文献 16

第2章 非线性系统混沌化 19

2.1 混沌的特征 19

2.2 混沌的定义 22

2.2.1 Li-Yorke混沌 22

2.2.2 Devaney混沌 23

2.3 混沌的数值判据与识别 23

2.3.1 Lyapunov指数 24

2.3.2 修正的Poincaré截面法 25

2.3.3 混沌信号的小波包能量特征 27

2.3.4 混沌信号的递归图特征 30

2.3.5 混沌振动离线识别流程 31

2.3.6 混沌振动在线监测方法 33

2.4 混沌化控制方法 35

2.4.1 混沌控制与混沌化控制 35

2.4.2 离散时间系统 36

2.4.3 连续时间系统 38

参考文献 40

第3章 线谱混沌化频谱重构原理 42

3.1 隔振系统建模 42

3.2 硬弹簧Duffing振子的动力学特性与混沌机理 43

3.2.1 范德波尔平面分析 43

3.2.2 胞映射分析 45

3.2.3 混沌运动的演化分析 47

3.3 倍周期分岔过程功率谱的标度性 51

3.4 混沌运动的功率谱特性 53

3.5 线谱混沌化控制的基本思想 54

3.6 线谱混沌化的困难与挑战 55

参考文献 56

第4章 离散脉冲混沌化线谱控制 59

4.1 连续时间系统的离散化 59

4.1.1 单自由度系统离散化 60

4.1.2 多自由度系统离散化 63

4.2 离散系统混沌化原理 67

4.2.1 单自由度系统的混沌化 67

4.2.2 多自由度系统的混沌化 68

4.3 基于Lyapunov指数的控制器设计 69

4.3.1 单自由度线性系统控制器设计 69

4.3.2 多自由度线性系统控制器设计 73

4.4 数值分析 75

4.4.1 时间历程与功率谱 77

4.4.2 相图分析 79

4.4.3 频谱结构分析 79

参考文献 80

第5章 混沌同步化线谱控制 82

5.1 混沌同步化原理 82

5.2 参数驱动控制方法 83

5.2.1 基本方程 84

5.2.2 控制方法 86

5.2.3 稳定性分析 88

5.3 状态驱动控制方法 90

5.3.1 控制方法 91

5.3.2 稳定性分析 93

5.4 多稳定同步流形 93

5.4.1 同步流形的多值性 94

5.4.2 同步流形的稳定性条件 95

5.4.3 耦合Duffing系统分析 98

参考文献 101

第6章 时延反馈混沌化控制 104

6.1 时延系统的高维度特性 104

6.2 时延系统的稳定性分析 105

6.2.1 单层隔振系统的稳定性条件 105

6.2.2 控制增益与系统刚度的关系 108

6.3 线性时延反馈混沌化控制 110

6.3.1 浮筏隔振系统的稳定性 110

6.3.2 控制参数对混沌化的影响 120

6.4 非线性时延反馈混沌化控制 122

6.4.1 非线性系统的精确线性化 122

6.4.2 标准型线性系统时延反馈混沌化 125

6.4.3 浮筏隔振系统的非线性时延控制器 127

6.5 非线性时延混沌化分析与讨论 130

6.5.1 反馈控制增益对线谱的影响 130

6.5.2 控制时延变化的影响 133

6.5.3 反馈频率变化的影响 134

参考文献 135

第7章 优化时延反馈混沌化控制 137

7.1 基于线谱特征的目标函数设计 137

7.1.1 时延反馈控制器设计 137

7.1.2 线谱特征目标函数设计 139

7.1.3 线谱特征指标函数验证 140

7.2 优化时延反馈混沌化方法 142

7.3 大参数范围的线谱混沌化控制 144

7.3.1 数值仿真 144

7.3.2 实验验证 147

7.4 实时优化时延反馈混沌化控制 148

7.4.1 控制策略 148

7.4.2 数值算例 150

参考文献 152

第8章 准零刚度隔振系统及动力学特性 154

8.1 准零刚度概念 154

8.2 几类准零刚度隔振器设计及刚度特性 156

8.2.1 磁力弹簧准零刚度隔振器 156

8.2.2 碟形准零刚度隔振器 163

8.2.3 屈曲板准零刚度隔振器 165

8.2.4 滚球型准零刚度隔振器 167

8.3 准零刚度系统的隔振特性 170

8.3.1 幅频曲线及跳跃频率 170

8.3.2 力传递率 173

8.4 实验研究 175

8.4.1 实验装置 175

8.4.2 实验结果 176

参考文献 178

第9章 准零刚度浮筏隔振系统混沌化控制 180

9.1 准零刚度浮筏隔振系统设计 180

9.2 简化模型的动力学特性 181

9.2.1 模型简化 182

9.2.2 隔振性能 186

9.3 准零刚度浮筏隔振系统动力学方程 187

9.4 隔振特性分析 192

9.5 频谱重构 195

参考文献 199

第10章 线谱混沌化控制综合评述与展望 201

10.1 混沌化方法综述 201

10.2 大参数范围混沌化 202

10.3 小能量控制 204

10.4 混沌品质的改善 206

10.5 变参数持续混沌化 208

10.6 准零刚度系统与混沌化结合 209

10.7 技术发展方向与展望 210

参考文献 211