非線性蛇簧聯軸器狀態觀測器方法

根據狀態觀測器理論,給出狀態觀測器控制對應算法。利用此方法對非線性蛇簧聯軸器混沌系統進行了仿真研究,基于狀態觀測器的混沌反饋控制方法具有有力的的穩定控制能力,該方法適合于被控系統的混沌狀態不可能全部直接測量,或狀態反饋不可能物理實現的情況下,用重構狀態代替真實狀態組成狀態反饋,將系統調整到正常的工作狀態。具有重要的實際工程應用價值。

隨著我國工業生產的高速發展,在主傳動系統和工作機之間以及工作機與工作機之間,對聯軸器的性能要求越來越高,非線性蛇簧聯軸器在撓性聯軸器中具有領 先地位。非線性蛇簧聯軸器的簧片纏繞在兩半聯軸器的輪齒上,是一種結構優良的金屬彈性聯軸器,通過蛇形彈簧片傳遞運動和扭矩,它有許多優點。例如,當發生共振時,可以自動地中斷振幅的危險長,使整個系統平穩運轉;傳遞載荷范圍很大;在很大范圍內能對兩聯接軸間在使用和安裝中所產生的軸向、徑向和扭轉偏差進行補償。因此,這種聯軸器在航天航空、鋼鐵冶金等工業設備中被廣泛地使用。

將非線性蛇簧聯軸器放入系統中,應用狀態觀測器方法實現對非線性蛇簧聯軸器的混沌控制。應用全階狀態觀測器對非線性蛇簧聯軸器混沌系統進行控制,把受迫混沌振子轉換成Brunovsky標準形式,然后根據該標準形式設計觀測器。這里的控制目標有兩個,其一是通過控制輸入來適當地改變給定混沌系統的動態已獲得期望的系統行為。即,使系統從混沌狀態變成周期狀態或者從非線性蛇簧聯軸器周期狀態變為混沌狀態。如果被控系統的行為依賴于系統的某一參數,并且如果系統動態相對于這些參數的分岔結構已知,那么,通過適當的輸入,調整這些參數就能獲得期望的控制效果。其二是使混沌系統跟蹤指定的參考軌跡。采用狀態觀測器來估計被控系統的狀態,然后將這些狀態估計用于反饋以改變被控系統的動態。