参数失配对强耦合自持振荡器同步的影响

本文提出了一套实验装置及相应的数学模型，用于研究两个强耦合自持机械振荡器（节拍器）的同步现象。我们研究了内部参数（即阻尼和频率）微小失谐的影响。我们的实验系统由一对发条机械节拍器组成，通过将它们放置在可沿水平方向自由移动的公共底座上实现耦合。在该系统中，振荡摆锤的质量占系统总质量的显著部分，从而导致振荡器之间的强耦合。我们略微修改了发条“机芯”的内部机制，使得固有频率和内部阻尼可以独立调节。随着参数差异的变化，观察到了稳定的同步和反同步状态。我们设计了一种基于光电二极管阵列的非接触、非磁性位置检测系统，由微控制器驱动，用于记录每个振荡器的瞬时角位移以及耦合两者的底座的微小线性位移。我们的结果表明，通过调节参数失配，可以使此类系统稳定在同相和反相同步状态。数值模拟结果与实验观测结果在定性上一致，本文均予以报道。