基于图胞映射方法的单自由度非线性齿轮系统全局特性分析

建立含时变刚度、齿侧间隙等非线性因素的单自由度非线性齿轮系统的数学模型,介绍以图论理论和广义胞映射理论为基础的图胞映射方法,并据此提出一种解非线性问题的图胞映射算法,运用提出的图胞映射算法对齿轮非线性系统进行全局分析,得到系统的吸引子、吸引域、不稳定解以及吸引域边界等全局特性。结果显示:当Ω=0.45,0.80,1.50时,系统分别具有1个、3个和2个稳定的吸引子,当Ω=1.50时,系统还具有一个不稳定的吸引子。最后利用系统的相图进行对比分析,分别取不同吸引域内的点为初始点,最终收敛于相应的稳定的吸引子,从而验证图胞映射算法的有效性和可信性。利用图胞映射算法的计算结果可实现在不良参数条件下,通过合理控制系统的初始条件获得良好的系统响应。