含裂纹齿轮系统混沌运动的ELM智能优化控制策略

卫晓娟; 翟英栋; 李小齐; 李宁洲; 姬毓君; 丁旺才

动力学与控制学报 ›› 2025, Vol. 23 ›› Issue (08) : 68 -79.

卫晓娟, 翟英栋, 李小齐, 李宁洲, 姬毓君, 丁旺才

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摘要

针对含裂纹齿轮传动系统的混沌动力学进行了分析，提出了一种混沌控制策略.首先建立含裂纹三自由度齿轮系统模型，分析裂纹演变对啮合刚度的影响，进而分析了参数ω-ξ耦合作用下系统动力学响应的变化规律，并画出系统参数平面上的运动分布图、位移幅值云图等，分析获取了混沌运动的参数分析判据，同时通过多初值分岔图探究吸引子共存的规律.其次针对部分参数区间混沌发生的区域，基于极限学习机(extreme learning machine, ELM)设计混沌控制器，构建了控制性能指标函数，利用混沌控制器输出微小扰动施加于系统的可控参数ω和ξ,将混沌运动控制为预期的周期运动，同时将基于精英选择策略的黏菌优化算法(elite selection strategy slime mould algorithm, ESMA)与ELM相结合，优化混沌控制器的参数.然后依据吸引子共存规律，通过力反馈控制，将系统稳定到位移幅值更小的周期轨道.最后通过仿真验证了所提出控制策略的有效性.