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Robust Feedback Controller for Exponential Stability of Nonlinear Systems with Mismatched Uncertainties
1
作者 Yu Kai, Zhao Chang’an & Li ShiyongDepartment of Control Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, P. R. China(Received June 28, 2001) 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2002年第2期92-97,共6页
The robust stabilization of nonlinear systems with mismatched uncertainties is investigated. Based on the stability of the nominal system, a new approach to synthesizing a class of continuous state feedback controller... The robust stabilization of nonlinear systems with mismatched uncertainties is investigated. Based on the stability of the nominal system, a new approach to synthesizing a class of continuous state feedback controllers for uncertain nonlinear dynamical systems is proposed. By such feedback controllers, the exponential stability of uncertain nonlinear dynamical systems can be guaranteed. The approach can give a clear insight to system analysis. An illustrative example is given to demonstrate the utilization of the approach developed. Simulation results show that the method presented is practical and effective. 展开更多
关键词 Exponential stability nonlinear dynamical systems UNCERTAINTY State feedback controller.
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Construction of Control Lyapunov Functions for a Class of Nonlinear Systems 被引量:5
2
作者 CAI Xiu-Shan HAN Zheng-Zhi WANG Xiao-Dong 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期796-799,共4页
The construction of control Lyapunov functions for a class of nonlinear systems is considered. We develop a method by which a control Lyapunov function for the feedback linearizable part can be constructed systematica... The construction of control Lyapunov functions for a class of nonlinear systems is considered. We develop a method by which a control Lyapunov function for the feedback linearizable part can be constructed systematically via Lyapunov equation. Moreover, by a control Lyapunov function of the feedback linearizable part and a Lyapunov function of the zero dynamics, a control Lyapunov function for the overall nonlinear system is established. 展开更多
关键词 nonlinear systems control Lyapunov functions semiglobal stabilization zero dynamics.
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构网型与跟网型逆变器并联系统精确频域建模及简化稳定判据 被引量:3
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作者 尚佳宇 虞家骏 +3 位作者 刘增 王施珂 李嘉瑞 刘进军 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第2期53-63,共11页
构网型逆变器与跟网型逆变器并联系统被广泛应用于可再生能源分布式接入的孤岛交流微网中。构网型逆变器功率-频率下垂控制的功率环和跟网型逆变器的锁相环均会产生基波频率小信号动态,进而并联的功率环以及锁相环之间将存在较强的基波... 构网型逆变器与跟网型逆变器并联系统被广泛应用于可再生能源分布式接入的孤岛交流微网中。构网型逆变器功率-频率下垂控制的功率环和跟网型逆变器的锁相环均会产生基波频率小信号动态,进而并联的功率环以及锁相环之间将存在较强的基波频率相互作用,严重影响系统稳定性。针对上述问题,首先,基于端口阻抗和频率-电流端口频域特性,文中构建了构网型与跟网型逆变器单机及其并联系统的精确小信号频域模型,其中包含了主电路动态、电压电流内环动态、功率环和锁相环频率动态及其互相作用动态。进而,基于该频域模型分析了频率动态的特性及其影响,并在典型工况条件下利用盖尔圆定理推导出了基于该并联系统回率矩阵主对角元的简化稳定判据。最后,仿真和实验验证了所提频域模型和简化稳定判据的准确性和有效性。 展开更多
关键词 构网型逆变器 跟网型逆变器 孤岛微网 并联系统 小信号稳定性 阻抗模型 频率动态 稳定判据
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具有输入时滞和预设性能的非线性系统有限时间动态面控制 被引量:2
4
作者 夏晓南 尹治林 +2 位作者 李春 张鑫磊 吴嵩 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期316-322,共7页
针对一类具有输入时滞和动态不确定性的非严格反馈非线性系统的跟踪问题,提出一种新的基于预设性能的有限时间自适应跟踪控制方案.利用Pade逼近和辅助中间变量将有时滞系统转化为无时滞系统,采用由一阶辅助系统生成的动态信号处理未建... 针对一类具有输入时滞和动态不确定性的非严格反馈非线性系统的跟踪问题,提出一种新的基于预设性能的有限时间自适应跟踪控制方案.利用Pade逼近和辅助中间变量将有时滞系统转化为无时滞系统,采用由一阶辅助系统生成的动态信号处理未建模动态,引入双曲正切函数实现预设性能跟踪控制,并给出基于动态面控制方法的稳定性分析.在MATLAB环境中,以具有未建模动态和输入时滞的二阶非线性系统为例,对所提出的控制策略进行数值仿真.结果表明:所提出的控制方案能够避免现有有限时间控制所出现的虚拟控制求导奇异性问题,所有信号有限时间有界,跟踪误差收敛到预设的时变区间,可见控制算法切实有效. 展开更多
关键词 非线性系统 非严格反馈系统 未建模动态 输入时滞 预设性能 自适应控制 动态面控制 有限时间稳定
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一类非线性大系统的动态递阶输出反馈镇定
5
作者 王兴平 迟殿委 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1619-1625,共7页
本文应用递阶控制方法研究一类非线性大系统的输出反馈镇定问题.与分散控制不同,递阶控制包含一个系统,它根据所有子系统信息协调各子系统的本地控制.本文设计由各子系统输出驱动的动态中心协调系统,产生的协调信号被用于设计各子系统... 本文应用递阶控制方法研究一类非线性大系统的输出反馈镇定问题.与分散控制不同,递阶控制包含一个系统,它根据所有子系统信息协调各子系统的本地控制.本文设计由各子系统输出驱动的动态中心协调系统,产生的协调信号被用于设计各子系统的状态观测器;然后,基于协调信号和观测器设计各子系统的反馈控制器.各子系统控制器经协调信号互相关联、协作,实现非线性大系统的镇定控制;最后,以仿真实例验证本文结论. 展开更多
关键词 非线性大系统 镇定 动态递阶控制 本地观测器
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基于WAMS动态轨迹的电力系统功角失稳判据 被引量:20
6
作者 秦晓辉 毕天姝 +1 位作者 杨奇逊 马世英 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第23期18-22,共5页
分析了广域测量系统(WAMS)实时动态轨迹应用扩展等面积法则(EEAC)方法时所遇到的一些问题;在选取合适观察断面的同时,提出了一种通过构造综合功角来进行分群的新方法。该方法计入了功角曲线的历史信息和未来走势信息,在一定程度上有助... 分析了广域测量系统(WAMS)实时动态轨迹应用扩展等面积法则(EEAC)方法时所遇到的一些问题;在选取合适观察断面的同时,提出了一种通过构造综合功角来进行分群的新方法。该方法计入了功角曲线的历史信息和未来走势信息,在一定程度上有助于快速准确分群。还根据P-δ轨迹穿越动态鞍点(DSP)时的斜率和功角,提出了一种综合判据以判别当轨迹遇到DSP时是否会真正失稳。仿真结果验证了该判据的有效性,它可以在系统的失稳特征尚不明显时,就及时判别出系统的稳定性,以便于尽早采取解列等控制措施。 展开更多
关键词 失稳判据 广域测量系统 EEAC 动态轨迹 暂态稳定 电力系统
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自适应动态规划综述 被引量:83
7
作者 张化光 张欣 +1 位作者 罗艳红 杨珺 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期303-311,共9页
自适应动态规划(Adaptive dynamic programming,ADP)是最优控制领域新兴起的一种近似最优方法,是当前国际最优化领域的研究热点.ADP方法利用函数近似结构来近似哈密顿–雅可比–贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman,HJB)方程的解,采用离线... 自适应动态规划(Adaptive dynamic programming,ADP)是最优控制领域新兴起的一种近似最优方法,是当前国际最优化领域的研究热点.ADP方法利用函数近似结构来近似哈密顿–雅可比–贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman,HJB)方程的解,采用离线迭代或者在线更新的方法,来获得系统的近似最优控制策略,从而能够有效地解决非线性系统的优化控制问题.本文按照ADP的结构变化、算法的发展和应用三个方面介绍ADP方法.对目前ADP方法的研究成果加以总结,并对这一研究领域仍需解决的问题和未来的发展方向作了进一步的展望. 展开更多
关键词 自适应动态规划 神经网络 非线性系统 稳定性
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水轮机调节系统非线性H^∞控制规律的研究 被引量:43
8
作者 孙郁松 孙元章 +1 位作者 卢强 邵宜祥 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期56-59,65,共5页
该文建立了水轮机调速系统的刚性水击鲁棒模型。基于非线性微分几何控制理论和非线性H∞ 控制理论 ,给出了针对具有刚性水锤效应的水轮发电机组的调速器非线性鲁棒控制规律 ,并对该控制规律进行了仿真研究。
关键词 水轮机 调节系统 H^∞控制 非线性控制
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非线性转子-轴承系统动力学分叉及稳定性分析 被引量:5
9
作者 陈照波 焦映厚 +2 位作者 陈明 夏松波 黄文虎 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期587-590,共4页
应用精度高、速度快的非线性油膜力数据库方法及非线性动力系统的稳定性和分叉理论对转子 -轴承系统进行了分析 .数值计算得到了转子 -轴承系统发生倍周期分叉时的分叉点及分叉图 .揭示了不平衡转子 -轴承系统从同步周期运动分叉发生一... 应用精度高、速度快的非线性油膜力数据库方法及非线性动力系统的稳定性和分叉理论对转子 -轴承系统进行了分析 .数值计算得到了转子 -轴承系统发生倍周期分叉时的分叉点及分叉图 .揭示了不平衡转子 -轴承系统从同步周期运动分叉发生一系列倍周期运动、最后导致混沌运动的过程 .采用Floquet理论对转子 -轴承系统周期运动的稳定性进行了分析 ,并给出了某些转速下的轴心轨迹和Poincar啨映射图 .结果表明 :系统在特定参数范围内存在 1-T周期运动、2 -T倍周期运动、K -T周期解及混沌运动 ;当系统发生倍周期分叉时至少有一个Floquet乘子经过点 (- 1,0 )穿出单位圆 .该分析方法为进一步对多自由度非线性转子 -轴承系统的动力学特性进行研究打下了基础 . 展开更多
关键词 非线性转子-轴承系统 非线性动力学 稳定性 分叉
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求解非线性动力学方程的分段直接积分法 被引量:31
10
作者 裘春航 吕和祥 钟万勰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期369-378,共10页
针对n维未知向量v的一阶微分方程 dv/dt=Hv+f(v,t)进行求解.首先,将非线性部分f(v,t)在所论时刻tk处用t-tk=τ的j次多项式来近似,然后借助分段直接积分法,导出了各段内的、用τ的解析函数表达的求解公式,通过选取j值,可获得一系列具有... 针对n维未知向量v的一阶微分方程 dv/dt=Hv+f(v,t)进行求解.首先,将非线性部分f(v,t)在所论时刻tk处用t-tk=τ的j次多项式来近似,然后借助分段直接积分法,导出了各段内的、用τ的解析函数表达的求解公式,通过选取j值,可获得一系列具有不同精度的近似解,便于研究非线性动力学行为与其物理参数的依赖关系.为适应实际计算,还全面讨论了上述多项式的确定方法,其中包括避免求f(v,t)导数的算法.算例表明所提出的方法不仅可用于求解非线性动力响应问题,而且对研究解的形态和稳定性,如对吸引子、极限环、二次Hopf分岔等的分析也不失为一个有效的工具. 展开更多
关键词 吸引子 极限环 HOPF分岔 非线性动力学方程 分段直接积分法
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转向系间隙对汽车操纵稳定性影响研究 被引量:8
11
作者 魏道高 王子涵 +1 位作者 张翼天 肖怀阳 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第2期139-144,共6页
本文中将转向机构简化为平面连杆机构,并就机构中运动副间隙对汽车操纵稳定性的影响进行了分析。建立了考虑间隙的4自由度车辆操纵系统数学模型。基于该模型,应用数值分析方法对间隙变化时汽车操纵系统响应的主要指标进行仿真。结果表明... 本文中将转向机构简化为平面连杆机构,并就机构中运动副间隙对汽车操纵稳定性的影响进行了分析。建立了考虑间隙的4自由度车辆操纵系统数学模型。基于该模型,应用数值分析方法对间隙变化时汽车操纵系统响应的主要指标进行仿真。结果表明,间隙的存在,使汽车横摆角速度和质心侧偏角时域稳态响应出现波动,降低了操纵品质;随着间隙的增大,横摆角速度与质心侧偏角的振幅加大,且其相平面稳定区域逐渐减小。 展开更多
关键词 转向系 间隙 操纵稳定性 非线性动力学
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电力系统暂态稳定域边界局部近似方法的研究 被引量:21
12
作者 侯凯元 闵勇 张瑞琪 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期1-5,共5页
依据非线性动力系统理论,稳定域边界应由其所有不稳定平衡点的稳定流形的并集构成。该文采用一种新的方法寻找不稳定平衡点的稳定流形,该方法可确定平衡点的稳定流形所满足的偏微分方程。在此基础上,该文运用偏微分方程的二阶近似解,即... 依据非线性动力系统理论,稳定域边界应由其所有不稳定平衡点的稳定流形的并集构成。该文采用一种新的方法寻找不稳定平衡点的稳定流形,该方法可确定平衡点的稳定流形所满足的偏微分方程。在此基础上,该文运用偏微分方程的二阶近似解,即二次超曲面,来近似不稳定平衡点局部的稳定域边界。与对角化或规范型(normal form)方法相比,该方法避免了求解Jacobian矩阵的全部特征根,从而使计算量显著下降。实际仿真结果表明,该方法取得了较好的局部近似效果,此局部近似结果有助于对稳定域边界形状的分析和研究,且对直接法的结果具有一定的参考和比较价值。 展开更多
关键词 电力系统 暂态稳定分析 域边界 局部近似方法 非线性大系统
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非线性时滞动力系统的研究进展 被引量:67
13
作者 胡海岩 王在华 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期501-512,共12页
具有时滞的动力系统广泛存在于各工程领域.本文从动力学角度对时滞动力系统的研究进展作一综述,内容包括时滞动力系统的特点、研究方法、动力学热点问题的研究进展等.由于时滞动力系统的演化趋势不仅依赖于系统的当前状态,还依赖于... 具有时滞的动力系统广泛存在于各工程领域.本文从动力学角度对时滞动力系统的研究进展作一综述,内容包括时滞动力系统的特点、研究方法、动力学热点问题的研究进展等.由于时滞动力系统的演化趋势不仅依赖于系统的当前状态,还依赖于系统过去某一时刻或若干时刻的状态,其运动方程要用泛国微分方程来描述,解空间是无穷维的.即使系统中的时滞非常小,在许多情况下也不能忽略不计.对于非线性时滞常微分方程,目前的研究思路基本上与常微分方程系统理论相平行.主要研究方法可分为时域法和频域法,前者包括Taylor级数法,中心流形法,Poincare映射法等,后者包括Nyquist法等.目前对这类系统的动力学研究主要集中在稳定性、Hopf分岔、混沌等方面.研究表明:时滞动力系统具有非常丰富和复杂的动力学行为,如单变量的一维非线性时滞动力系统可发生混沌现象,与用常微分方程描述的系统有本质性差别.另一方面,人们可巧妙地利用时滞来控制动力系统的行为,如时滞反馈控制是控制混饨的主要方法之一.最后,本文展望了存在的一些问题以及近期值得关注的研究. 展开更多
关键词 非线性振动 时滞动力系统 稳定性 混沌 分岔
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空间站大型伸展机构的运动稳定性分析 被引量:5
14
作者 吴德隆 李海阳 彭伟斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期98-102,共5页
从空间站大型伸展机构的运动特点和系统动力学方程出发 ,着重分析了该系统的稳定性判据。这一问题又可分为五个方面 :姿态 -伸展 -振动耦合系统的分析方法 ,复杂大系统的分解集结方法 ,时滞系统和滞后系统的稳定性问题 ,Stick- slip运... 从空间站大型伸展机构的运动特点和系统动力学方程出发 ,着重分析了该系统的稳定性判据。这一问题又可分为五个方面 :姿态 -伸展 -振动耦合系统的分析方法 ,复杂大系统的分解集结方法 ,时滞系统和滞后系统的稳定性问题 ,Stick- slip运动对系统稳定性的影响 ,非线性非定常系统稳定性的一般解。其中还对接触、摩擦、碰撞问题 ,变拓扑系统 ,非光滑动力学系统等进行了专门的研究 ,分析了 L yapunov指数方法在这些特殊系统中的适用性。本文对空间站大型伸展机构的稳定性问题进行了较全面的分析 ,指出了目前在处理这类复杂大系统时存在的一些难点问题 。 展开更多
关键词 空间站 伸展机构 运动稳定性 变拓扑 非光滑动力学系统
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非线性转子—轴承系统的动力学特性及稳定性 被引量:10
15
作者 吕延军 虞烈 刘恒 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期242-246,共5页
研究非线性转子—轴承系统的动力学特性及稳定性。采用改进的自由界面模态综合技术给出一种自由度降阶方法 ,该方法将非线性油膜力及非线性自由度保留在物理空间 ,以增加非线性分析的精度 ,使降阶系统仍具有局部非线性特征。基于打靶法... 研究非线性转子—轴承系统的动力学特性及稳定性。采用改进的自由界面模态综合技术给出一种自由度降阶方法 ,该方法将非线性油膜力及非线性自由度保留在物理空间 ,以增加非线性分析的精度 ,使降阶系统仍具有局部非线性特征。基于打靶法及将延续算法和打靶法相结合的轨迹预测追踪算法 ,研究系统非线性不平衡响应 。 展开更多
关键词 转子—轴承系统 非线性动力学 稳定性 分岔 有限元方法
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仿射非线性系统的动态输出反馈镇定 被引量:6
16
作者 陈彭年 韩正之 张钟俊 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期338-344,共7页
对能用状态反馈镇定且完全能观的仿射非线性系统,给出了保证闭环系统渐近稳定的动态补偿器的设计方法.
关键词 非线性系统 动态补偿器 输出反馈镇定
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一种基于安全因子判据的坝肩裂隙岩体动力抗滑稳定分析方法 被引量:6
17
作者 张景奎 张燎军 +1 位作者 朱颖儒 李帅 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2160-2166,共7页
基于某混凝土拱坝,结合现行拱坝设计规范,研究提出了一种基于安全因子判据的坝肩岩体动力抗滑稳定安全度分析方法。该方法综合利用有限元和(刚体)极限平衡两种方法的优点,考虑了凝聚力和摩擦力是不同的抗力,其不确定性具有较大差异性,... 基于某混凝土拱坝,结合现行拱坝设计规范,研究提出了一种基于安全因子判据的坝肩岩体动力抗滑稳定安全度分析方法。该方法综合利用有限元和(刚体)极限平衡两种方法的优点,考虑了凝聚力和摩擦力是不同的抗力,其不确定性具有较大差异性,定义了抗滑稳定安全因子,据此来判别坝肩岩体的抗滑稳定安全度,安全因子随着凝聚力与摩擦力所占权重不同而变化,这种方法既考虑了坝肩岩体与坝体的联动作用,又能够反映拱坝体系真实的工作性态。通过某混凝土高拱坝工程实例,分析了坝肩裂隙岩体的抗震稳定性,结果表明,该方法具有较高的实用价值。 展开更多
关键词 坝肩抗滑稳定分析 裂隙岩体 安全因子判据 动接触模拟 非线性分析
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有未知控制系数和零动态的高阶非线性系统的自适应控制设计 被引量:8
18
作者 孙宗耀 孙伟 刘振国 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1025-1032,共8页
主要研究一类控制系数未知和有不可测零动态的高阶非线性系统的全局自适应镇定问题.进一步放宽了对零动态的约束条件,通过定义一个恰当的未知参数,把连续自适应状态反馈控制器的动态阶数降到最低(仅一维).通过结合增加幂次积分方法,相... 主要研究一类控制系数未知和有不可测零动态的高阶非线性系统的全局自适应镇定问题.进一步放宽了对零动态的约束条件,通过定义一个恰当的未知参数,把连续自适应状态反馈控制器的动态阶数降到最低(仅一维).通过结合增加幂次积分方法,相关的自适应技术以及交换能量函数思想,给出控制器的设计步骤.所设计的控制器确保闭环系统的所有状态是全局一致有界的,且原系统的状态收敛到零. 展开更多
关键词 高阶非线性系统 零动态 增加幂次积分 自适应镇定
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非线性转子-轴承系统的分叉 被引量:67
19
作者 陈予恕 孟泉 《振动工程学报》 EI CSCD 1996年第3期266-275,共10页
用快速Galerkin方法[1]结合Floquet理论和数值积分方法,对采用短轴承模型的刚性Jefcott转子系统在较宽的参数范围进行分叉研究。计算结果表明,系统存在倍周期和Hopf分叉。根据Floquet乘数,得到... 用快速Galerkin方法[1]结合Floquet理论和数值积分方法,对采用短轴承模型的刚性Jefcott转子系统在较宽的参数范围进行分叉研究。计算结果表明,系统存在倍周期和Hopf分叉。根据Floquet乘数,得到了分叉转迁集并分析了润滑油粘度的变化对系统Hopf分叉的影响。用数值方法得到系统在某些参数域中的分叉图、时间历程、相图、轨迹图以及Poincaré映射和频谱图。数值积分结果验证了所得分叉转迁集的正确性,同时直观地显示了系统的某些运动状态。分析结果为定性地控制转子的稳定运行状态提供了理论依据。 展开更多
关键词 转子动力学 非线性 转子 轴承系统
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非线性径向主动电磁轴承—转子系统的耦合动力学特性及稳定性 被引量:9
20
作者 吕延军 刘恒 虞烈 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期301-306,共6页
研究径向主动电磁轴承支承的不对称转子系统的动力行为及稳定性。转子模型中考虑了陀螺效应,结合分散PID(proportionalintegraldifferential)控制器方程和转子运动方程,形成系统方程。将预估—校正机理和Newton-Raphson方法相结合,给出... 研究径向主动电磁轴承支承的不对称转子系统的动力行为及稳定性。转子模型中考虑了陀螺效应,结合分散PID(proportionalintegraldifferential)控制器方程和转子运动方程,形成系统方程。将预估—校正机理和Newton-Raphson方法相结合,给出一种径向主动电磁轴承—转子系统线性失稳转速即Hopf分岔点所对应转速的计算方法。基于打靶法及将预估—校正机理和打靶法相结合形成的一种轨迹预测追踪的延续算法,研究系统非线性不平衡周期响应及稳定性边界。结合Floquet分岔理论研究随系统控制参数改变径向主动电磁轴承—转子系统周期运动的局部稳定性和分岔行为。 展开更多
关键词 磁悬浮转子系统 陀螺效应 非线性动力学 稳定性 分岔
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