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本文详细地分析了国内外对奥米亚寄生蝇声感应定位系统研究的历史和现状,结合解剖学和生理学研究基础,建立了反映寄生蝇听觉定位机理的非线性动力学方程,采用理论结合仿真分析的手法对不同外激励条件下的强度差及时间延迟进行了详细的分析。在此基础上,给出系统参数对系统响应特性的影响及其动力学特性。最后,建立了实验室理论模型,研究了该模型系统的振动特性和对不同的频率和方向的入射声激励下的响应,为建立实验室仿生模型打下理论基础。具体研究有以下几点:
一、首先介绍本文研究的意义明确需要解决的问题,确立本论文的研究内容。接着回顾和分析了生物力学、仿生学的发展历史和研究现状,详细讨论了非线性动力学的研究现状和方法。
二、介绍寄生蝇听觉系统的生物学特性,对寄生蝇听觉系统解剖学结构特征进行详细地讨论,与非奥米亚寄生蝇的听觉系统进行了对比,指出了奥米亚寄生蝇听觉系统在解剖学结构上的四个显著特点及其他特征:介绍奥米亚寄生蝇声感应系统的生物力学性状,找到了听觉最敏感区及对听觉系统有影响的器官,为后面章节的研究提供理论依据。
三、在对寄生蝇听觉系统解剖学结构及生物力学特性研究的基础上,建立了描述其声定位机理的非线性模型,作出了传递函数,研究了激励频率和角度对模型同侧、对侧强度差和时间延迟的影响,并与实验结果进行了对比。
四、研究寄生蝇听觉系统模型的动力学特性。首先,通过将方程进行无量纲化,研究模型在时域和频域的振动规律及系统参数对振动特性的影响:分析系统在激励频率和激励力幅影响下的稳定性,给出系统在稳定性不同区域的庞加莱截面和相轨迹图。
五、基于听觉系统定位机理研究的基础上,提出用于实验室研究的膜结构理论实验模型,分析此模型耳膜与机械连接结构之间的耦合形式以及两者间的相互作用,对不同的频率和方向的入射声激励下的响应作出分析,为将来要进行的实验室模型研究做理论铺垫。