弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪制造技术

本实用新型专利技术涉及演示仪器设备技术领域，尤其涉及一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪，包括PASCO数字化采集系统、转动传感器、底座、电机、减速机、连杆、导轨、移动座、支架、弹性铁条以及两块磁铁；所述电机和减速机分别固定在所述底座上，连杆的一端与所述偏心轮的盘面铰接，移动座的底部与所述导轨滑动配合，导轨固定在所述底座上；支架呈L形，弹性铁条的上部固定在所述支架的顶部，转动传感器固定在所述弹性铁条上，两块磁铁分别固定在所述移动座上，两块磁铁的N极都朝上，或者S极都朝上，弹性铁条的中心线位于两块磁铁的正中间位置。基于弹性铁条的力学混沌系统直观性强，便于高中学生观察和理解。

【技术实现步骤摘要】
弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪
本技术涉及演示仪器设备
，尤其涉及一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪。
技术介绍
混沌运动是一种不稳定有限定常运动，即为全局压缩和局部不稳定的运动，或除了平衡、周期和准周期以外的有限定常运动。这里所谓有限定常运动，指的是运动状态在某种意义上(以相空间的有限域为整体)不随时间而变化。这个定义指出了混沌运动的两个主要特征：不稳定性和有限性。现有的磁单摆混沌演示仪通过外力使单摆进行运动，通过物体在纸上运动留下的痕迹来记录混沌现象的运动过程，该仪器在理论教学中装置较简单，不能清楚地分析观看混沌运动，单摆需要人为的持续的外力促使其运动，实验过程中操作繁琐，需要人为控制，无法达到自行记录其运动。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪。本技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪，其特征在于：包括PASCO数字化采集系统、转动传感器、底座、电机、减速机、连杆、导轨、移动座、支架、弹性铁条以及两块磁铁；所述电机和减速机分别固定在所述底座上，所述电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端连接有偏心轮，所述连杆的一端与所述偏心轮的盘面铰接，所述连杆的另一端与所述移动座的一侧铰接，所述移动座的底部与所述导轨滑动配合，所述导轨固定在所述底座上；所述支架固定在所述移动座上，所述支架呈L形，所述弹性铁条的上部固定在所述支架的顶部，所述转动传感器固定在所述弹性铁条上，PASCO数字化采集系统通过所述转动传感器采集弹性铁条的角位置—角速度运动状态并在计算机DataStudio界面显示相图；所述两块磁铁分别固定在所述移动座上，两块磁铁的N极都朝上，或者S极都朝上，弹性铁条的中心线位于两块磁铁的正中间位置。优选地，所述支架的顶部设有两片夹片，弹性铁条的上部插入到所述两片夹片之间并通过螺栓固定。优选地，所述底座的外部设有透明防护罩。优选地，所述移动座的左侧中心开有凹槽，连杆的另一端通过铰轴与凹槽的内壁铰接。本技术的有益效果是:相对于现有技术，本装置利用现有的PASCO数字化采集系统采集单摆的角位置-角速度运动状态并显示相图，基于弹性铁条的力学混沌系统直观性强，便于高中学生观察和理解。教具结构简单，价格低廉，直观性强，效果明显，便于学生观察，教具操作安全快捷，通过系列教具演示和学生对教具的亲身操作，可以使高中学生在回避抽象的理论推导和复杂的数学运算的前提下直观地观察混沌现象，认识混沌的特性和演化规律，了解混沌控制的原理及混沌同步在现代通信技术中的应用，帮助高中学生拓展视野，最终建立与混沌理论相适应的新的科学观。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中反馈系统的原理图。具体实施方式下面结合附图及较佳实施例详细说明本技术的具体实施方式。如图1和图2所示，一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪，包括PASCO数字化采集系统、转动传感器1、底座2、电机3、减速机4、连杆5、导轨6、移动座7、支架8、弹性铁条9以及两块磁铁10；所述电机和减速机分别固定在所述底座上，所述电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端连接有偏心轮11，所述连杆的一端与所述偏心轮的盘面铰接，所述连杆的另一端与所述移动座的一侧铰接，所述移动座的底部与所述导轨滑动配合，所述导轨固定在所述底座上；所述支架固定在所述移动座上，所述支架呈L形，所述弹性铁条的上部固定在所述支架的顶部，所述转动传感器固定在所述弹性铁条上，PASCO数字化采集系统通过所述转动传感器采集弹性铁条的角位置—角速度运动状态并在计算机DataStudio界面显示相图；所述两块磁铁分别固定在所述移动座上，两块磁铁的N极都朝上，或者S极都朝上，弹性铁条的中心线位于两块磁铁的正中间位置。为了能够快速的对弹性铁条进行固定，所述支架的顶部设有两片夹片12，弹性铁条的上部插入到所述两片夹片之间并通过螺栓13固定。为了保护内部设备，所述底座的外部设有透明防护罩。为了节省空间，所述移动座的左侧中心开有凹槽，连杆的另一端通过铰轴与凹槽的内壁铰接。当支架不振动时，弹性铁条处在两个稳定平衡位置之一。当支架作受迫振动时，弹性铁条也随之作受迫振动。增大受迫振动的振幅，弹性铁条可以进入混沌运动状态。为了达到控制目的，采用如2所示反馈系统。设延迟时间为受迫振动周期的整数倍，将当前的角位移与延迟时间之前的角位移持续进行比较，用所获得的偏差信号作为反馈控制信号来调整电磁驱动器的振荡输出，直到将弹性铁条的运动由混沌状态稳定到期望的周期轨道上。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪，其特征在于：包括PASCO数字化采集系统、转动传感器、底座、电机、减速机、连杆、导轨、移动座、支架、弹性铁条以及两块磁铁；所述电机和减速机分别固定在所述底座上，所述电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端连接有偏心轮，所述连杆的一端与所述偏心轮的盘面铰接，所述连杆的另一端与所述移动座的一侧铰接，所述移动座的底部与所述导轨滑动配合，所述导轨固定在所述底座上；所述支架固定在所述移动座上，所述支架呈L形，所述弹性铁条的上部固定在所述支架的顶部，所述转动传感器固定在所述弹性铁条上，PASCO数字化采集系统通过所述转动传感器采集弹性铁条的角位置—角速度运动状态并在计算机DataStudio界面显示相图；所述两块磁铁分别固定在所述移动座上，两块磁铁的N极都朝上，或者S极都朝上，弹性铁条的中心线位于两块磁铁的正中间位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种弹性铁条混沌运动与混沌控制演示仪，其特征在于：包括PASCO数字化采集系统、转动传感器、底座、电机、减速机、连杆、导轨、移动座、支架、弹性铁条以及两块磁铁；所述电机和减速机分别固定在所述底座上，所述电机的输出端与所述减速机的输入端连接，所述减速机的输出端连接有偏心轮，所述连杆的一端与所述偏心轮的盘面铰接，所述连杆的另一端与所述移动座的一侧铰接，所述移动座的底部与所述导轨滑动配合，所述导轨固定在所述底座上；所述支架固定在所述移动座上，所述支架呈L形，所述弹性铁条的上部固定在所述支架的顶部，所述转动传感器固定在所述弹性铁条上，PASCO数字化采集系统通过所述转动传感器采集弹性铁条的角位置—角速度运动状态并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维，杨广武，安力群，冯志辉，江越，霍光耀，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：新型
国别省市：天津;12