Buck变换器仿真模型及分岔与混沌研究 被引量：19

1

作者 王春芳 王开艳 李强 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第24期5824-5826,5831,共4页

对工作于电流连续模式下的电压控制型Buck变换器,利用仿真软件Matlab/Simulink,建立了一个对其非线性现象进行研究的仿真模型。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型可分别从时域与相图的角度对Buck变换器中的分岔与混沌进行分... 对工作于电流连续模式下的电压控制型Buck变换器,利用仿真软件Matlab/Simulink,建立了一个对其非线性现象进行研究的仿真模型。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型可分别从时域与相图的角度对Buck变换器中的分岔与混沌进行分析。通过计算机仿真,观察到了以输入电压和输出电容作为分岔参数的混沌现象及系统输出特性,在V-I相图中观察到了系统由稳定到混沌的演化过程。所有仿真结果均与以往的理论分析相符,因而验证了该模型的合理性和可行性。具有重要意义的是该建模方法也适用于其它DC/DC变换器。 展开更多

关键词 BUCK变换器 建模 仿真 分岔与混沌

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四边固支热磁弹性矩形薄板的分岔与混沌 被引量：3

2

作者 朱为国 白象忠 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期59-62,共4页

研究在温度场、机械场与电磁弹性耦合作用下四边固定支撑矩形薄板的分岔与混沌运动问题。考虑温度场的影响,推导出在横向稳恒磁场和载荷共同作用下的四边固支矩形薄板的非线性磁弹性耦合振动方程。运用Melnikov函数方法,求出该问题在Sm... 研究在温度场、机械场与电磁弹性耦合作用下四边固定支撑矩形薄板的分岔与混沌运动问题。考虑温度场的影响,推导出在横向稳恒磁场和载荷共同作用下的四边固支矩形薄板的非线性磁弹性耦合振动方程。运用Melnikov函数方法,求出该问题在Smale马蹄映射下发生混沌运动的条件解。并对其进行了数值仿真,给出了该系统的分岔图、Lyapunov指数图、位移波形图、相平面轨迹图以及Poincare截面图,讨论了温度及电磁场强度对系统运动状态的影响。由仿真结果可知,通过变化温度场和电磁参数可以使系统进入混沌运动状态,或者避免混沌运动,以实现对系统振动特性的控制。 展开更多

关键词 弹性矩形薄板 热磁弹性耦合 四边固支 Melnikov函数方法 分岔与混沌

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SPWM-H桥变换器中分岔与混沌的自适应载波调幅控制 被引量：6

3

作者 孙黎霞 周照宇 +1 位作者 温正赓 王麒云 《电测与仪表》 北大核心 2020年第23期101-108,共8页

文中以单相正弦脉宽调制(SPWM)H桥变换器为研究对象,应用分岔图和时域波形图,研究调制过程中载波调幅系数的变化对系统动态行为的影响,并对其进行系统稳定性的数学解析,在此基础上,提出一种自适应载波调幅控制方法,该方法能够依据变换... 文中以单相正弦脉宽调制(SPWM)H桥变换器为研究对象,应用分岔图和时域波形图,研究调制过程中载波调幅系数的变化对系统动态行为的影响,并对其进行系统稳定性的数学解析,在此基础上,提出一种自适应载波调幅控制方法,该方法能够依据变换器各参数的变化实时调整载波调幅系数,以保证系统的稳定运行。建立了基于DSP相关实验,在系统混沌时加入文中提出的方法,通过实验验证该方法的有效性。 展开更多

关键词 载波调幅 混沌控制 单相SPWM-H变换器 分岔与混沌

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考虑吸引域边界危机的电压稳定域划分方法

4

作者 马晓阳 梁锦文 +2 位作者 汪颖 肖先勇 于丹 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第12期45-56,共12页

静态电压稳定性是一种理想化的稳定性概念,其扰动无限小的假设不利于强非线性的电力系统在静态电压稳定域(steady-state voltage stability region,SVSR)内的安全运行。针对功率大扰动场景下由SVSR内的边界危机所引发的吸引域骤缩问题,... 静态电压稳定性是一种理想化的稳定性概念,其扰动无限小的假设不利于强非线性的电力系统在静态电压稳定域(steady-state voltage stability region,SVSR)内的安全运行。针对功率大扰动场景下由SVSR内的边界危机所引发的吸引域骤缩问题,提出了一种考虑边界危机的电压稳定域(voltage stability region considering boundary crises,BCVSR)的划分方法。首先通过流形分析研究了边界危机的发生机理及其对电压稳定性的影响。其次通过相轨迹分析验证了理论研究的结果。然后通过分岔分析研究了参数变化对直驱风电并网系统的平衡集及动态特性的影响。最后划分了系统在注入功率空间中的单参数与双参数BCVSR,并将其与SVSR进行了对比。研究结果表明,在考虑功率大扰动的情形下,BCVSR的划分排除了SVSR内的边界危机对系统电压稳定性的威胁,有助于指导电力系统在实际运行中的功率调整。 展开更多

关键词 直驱风电并网系统 功率大扰动 电压稳定域 分岔与混沌理论 边界危机

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耦合激励下行星滚柱丝杠非线性振动研究

5

作者 莫帅 吴生阳 +3 位作者 张燕琛 赵新浩 陈素姣 张伟 《振动.测试与诊断》 北大核心 2025年第3期421-429,616,共10页

针对现有行星滚柱丝杠刚体模型忽略螺纹弹性变形及齿轮啮合激励耦合效应的局限,构建了融合齿轮啮合激励以及螺纹变形的动载荷分布模型。首先,阐明了啮合激励对螺纹副瞬态接触行为的作用机制,并据此推导出齿轮啮合振动和螺纹轴向振动微... 针对现有行星滚柱丝杠刚体模型忽略螺纹弹性变形及齿轮啮合激励耦合效应的局限,构建了融合齿轮啮合激励以及螺纹变形的动载荷分布模型。首先,阐明了啮合激励对螺纹副瞬态接触行为的作用机制,并据此推导出齿轮啮合振动和螺纹轴向振动微分方程;其次,采用小波变换、相图和庞加莱截面等时频分析技术研究系统动态响应,揭示了在不同外部载荷频率下的分岔演化模式;最后,对系统行为进行全局分析,以研究初始条件对系统响应的影响,为理解系统的整体动态演化奠定了基础。结果表明,齿轮和螺纹啮合之间的耦合相互作用会引起明显的非线性动态行为,并且齿轮副系统对初始状态的依赖性更强。 展开更多

关键词 行星滚柱丝杠 非线性动力学 螺纹变形 分岔与混沌 全局特性

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拉维娜式行星齿轮传动系统的非线性动力学分析

6

作者 莫帅 黄涛疆 +3 位作者 胡勇军 陈素姣 施文爱 张伟 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期109-117,共9页

为提升车辆变速器运行过程中的传动平稳性,该文针对变速器中的拉维娜式行星齿轮传动系统,深入分析其非线性振动特性,建立了一种包含多种非线性因素耦合的拉维娜式行星齿轮传动系统动力学模型。该模型综合考虑时变啮合刚度、时变啮合阻... 为提升车辆变速器运行过程中的传动平稳性,该文针对变速器中的拉维娜式行星齿轮传动系统,深入分析其非线性振动特性,建立了一种包含多种非线性因素耦合的拉维娜式行星齿轮传动系统动力学模型。该模型综合考虑时变啮合刚度、时变啮合阻尼、综合传动误差、动态啮合力以及时变摩擦力等非线性因素。基于牛顿第二定律推导出系统的非线性动力学微分方程组,并采用Runge-Kutta数值积分方法对系统微分方程组进行迭代求解,得到系统在不同外部激励频率条件下的动态响应特性。为研究不同激励频率对前、后太阳轮齿轮副振动位移的影响,该文绘制了时间历程图、频谱图、相图以及Poincare图。分析表明,两条齿轮副的振动位移演化规律呈现出一致性。为进一步揭示系统非线性响应演化规律,采用分岔图与空间瀑布图分析外部激励频率对系统非线性行为的影响并揭示其演化过程。结果表明:两条齿轮副的振动位移随着外部激励频率的变化,经历了混沌运动、倍周期分岔,最终达到单周期运动的非线性演化路径。通过合理调节外部激励频率,可有效抑制整个系统的非稳态振动,减小冲击载荷,从而提升系统的稳定性并延长齿轮传动寿命。该研究为实现高性能、高可靠的新能源汽车变速器的设计与优化提供了理论依据和工程参考。 展开更多

关键词 拉维娜式行星齿轮 非线性系统 动态响应 分岔与混沌

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多频参激—涡激联合作用下顶张力立管分岔分析 被引量：3

7

作者 张昕涛 赵珧冰 +1 位作者 蔡绍辉 陈林聪 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2023年第5期16-24,共9页

复杂海洋环境中,顶张力立管顶部平台受到不同分量叠加的波浪作用,导致其轴向张力与多个频率相关,系统产生多频参激与涡激的联合振动,其动力学行为变得更为复杂,尤其是分岔和混沌等非线性振动特性有待进一步分析。首先,基于欧拉—伯努利... 复杂海洋环境中,顶张力立管顶部平台受到不同分量叠加的波浪作用,导致其轴向张力与多个频率相关,系统产生多频参激与涡激的联合振动,其动力学行为变得更为复杂,尤其是分岔和混沌等非线性振动特性有待进一步分析。首先,基于欧拉—伯努利梁理论,引入范德波尔尾流振子,建立和推导受多频参激—涡激联合作用下立管的动力学模型及其运动微分方程;接着,利用伽辽金法得到离散后的常微分方程组,采用多尺度法得到系统共振响应的调谐方程;最后,通过数值算例探究系统在多源和多频载荷联合作用下的共振响应。结果表明:对于多频参数激励,其中一个参数激励幅值在立管振动中起主导作用,而另一个会引起分岔的位置、数量和性质发生改变;随质量—阻尼参数增大,系统共振响应幅值整体先增大后减小,各分岔点出现的位置整体先向泄涡频率较大处移动,随后向泄涡频率较小处移动;质量—阻尼参数的变化还可能诱使系统发生倍周期分岔和混沌现象,危害结构安全。此外,采用直接数值积分求解微分方程组,验证近似分析结果,两者吻合较好。 展开更多

关键词 顶张力立管 涡激振动 多频参激振动 分岔与混沌

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圆弧足被动行走机器人动力学参数影响研究 被引量：2

8

作者 张婉婉 高建设 +1 位作者 高家昌 王高峰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期198-203,209,共7页

被动行走机器人运动特性主要取决于动力学参数的选择。为研究参数变化对机器人步态的影响,以圆弧足被动行走机器人为研究对象,利用拉格朗日方法建立动力学方程并进行了数值仿真。借助分岔理论研究了圆弧足半径、质心位置、转动惯量和斜... 被动行走机器人运动特性主要取决于动力学参数的选择。为研究参数变化对机器人步态的影响,以圆弧足被动行走机器人为研究对象,利用拉格朗日方法建立动力学方程并进行了数值仿真。借助分岔理论研究了圆弧足半径、质心位置、转动惯量和斜坡倾角对机器人稳定步态的影响。采用正交扰动向量法求解被动行走机器人这种非光滑系统的李雅普诺夫指数,对分岔动力学进行了验证。结果表明:随着质心位置、转动惯量和斜坡倾角增大,机器人步态出现倍周期分岔现象,当圆弧足半径在特定区间内增大时机器人仍保持周期一步态,但足半径过度增大会导致步态失稳;另外,双参数研究中对圆弧足半径和质心位置联合作用下机器人稳定参数区间变化进行了分析,并且发现机器人步态呈现出逆倍周期分岔现象。该研究结果为未来双足步行机器人的优化设计和主动控制提供了重要参考。 展开更多

关键词 圆弧足被动行走机器人 动力学参数 分岔与混沌 李雅普诺夫指数

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磁液双悬浮轴承-单盘转子系统动力学行为研究 被引量：1

9

作者 闫伟东 赵建华 +2 位作者 马立勇 郑永杰 刘稀瑶 《机床与液压》 北大核心 2024年第11期177-183,共7页

随着轴承系统高转速、高效率的发展需求,磁液双悬浮轴承转子与静子的装配间隙不断减小,导致碰摩事故经常发生。综合考虑转子偏心比、转速比、磁液双悬浮轴承与静子碰摩等多种耦合故障,建立磁液双悬浮轴承转子系统“间隙-碰摩”动力学方... 随着轴承系统高转速、高效率的发展需求,磁液双悬浮轴承转子与静子的装配间隙不断减小,导致碰摩事故经常发生。综合考虑转子偏心比、转速比、磁液双悬浮轴承与静子碰摩等多种耦合故障,建立磁液双悬浮轴承转子系统“间隙-碰摩”动力学方程,数值模拟转子运行规律。研究结果表明:随着偏心比的增加,转子由周期1运行演化出周期2、周期3、拟周期、混沌等多种运行规律;当偏心比ρ∈(0.28~0.4)及转速比w∈(1.2~1.7)时,转子位移波动剧烈,在此区域内转子极易发生分岔甚至混沌,且在碰摩区间内,转速比在1.5、1.67附近时,转子轴承处与转盘处碰撞力分别出现最大值。 展开更多

关键词 磁液双悬浮轴承 间隙-碰摩 动力学行为 分岔与混沌 转子耦合故障

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一般支承条件下输流管道的非线性动力学特性研究 被引量：16

10

作者 包日东 金志浩 闻邦椿 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期153-157,186,共6页

研究两端一般支承垂直放置的输流管道系统,采用非线性动力学分析方法,研究其在自激、参数激励和外激励联合作用下的非线性动力学特性,分析系统出现混沌运动的参数条件和进入混沌运动的途径。数值仿真结果表明,随着平均流速和质量比的增... 研究两端一般支承垂直放置的输流管道系统,采用非线性动力学分析方法,研究其在自激、参数激励和外激励联合作用下的非线性动力学特性,分析系统出现混沌运动的参数条件和进入混沌运动的途径。数值仿真结果表明,随着平均流速和质量比的增大,系统响应交替出现周期和混沌运动两种形态。系统进入混沌运动的途径为倍周期分岔,由混沌转化为周期运动的途径为倍周期倒分岔。混沌运动和周期运动出现的参数与流体的平均流速和管道端部的支承/约束刚度有很大关联,随着管道端部约束刚度的增大,系统出现混沌运动的区域减小,说明管道端部的约束刚度有益于抑制混沌运动的发生。 展开更多

关键词 一般支承 输流管道 流固耦合 分岔与混沌 非线性动力学特性

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非线性动力学理论及其在机械系统中应用的若干进展 被引量：8

11

作者 陈予恕 曹登庆 吴志强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期794-804,共11页

非线性动力学的理论及其工程应用是非线性科学研究的前沿和热点,应用非线性动力学的理论揭示事物动态过程现象的本质和机理,进行自主性原始创新,具有十分重大的理论和应用价值,在科学与工程中具有广阔的应用前景。综述非线性动力学基础... 非线性动力学的理论及其工程应用是非线性科学研究的前沿和热点,应用非线性动力学的理论揭示事物动态过程现象的本质和机理,进行自主性原始创新,具有十分重大的理论和应用价值,在科学与工程中具有广阔的应用前景。综述非线性动力学基础理论方面的近期研究成果及其在机械系统中应用的研究进展。理论研究方面主要涉及揭示非线性动力系统周期分岔解与系统结构参数之间关系的C-L方法、高余维分岔的普适分类、高余维非对称分岔的普适开折、约束分岔的分类、计算非线性自治系统正规形的直接方法、计算非线性非自治系统正规形的复内积平均法以及高维非线性系统的降维方法等。应用方面主要涉及大型旋转机械非线性转子系统的失稳机理、分岔解与混沌运动、故障诊断及其综合治理技术;冲击振动机械的稳定性、Hopf分岔、亚谐分岔、余维二分岔和混沌运动;大型共振筛的非线性振动及其动力学设计方法等。 展开更多

关键词 非线性动力学 C-L理论方法 非线性转子动力学 故障治理技术 复杂分岔与混沌

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DC/DC变换器的最大Lyapunov指数计算及其非线性特性的实验研究 被引量：3

12

作者 李小峰 马西奎 李明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期21-27,共7页

研究基于变分算法的一类分段光滑系统--DC/DC变换器的最大Lyapunov指数计算问题。采用Mu ller方法确定开关动作(非光滑点)之后变分方程的修正初始条件,解决了由于系统的非光滑性引起的变分方程不连续性问题,并有效地修正了由于扰动而引... 研究基于变分算法的一类分段光滑系统--DC/DC变换器的最大Lyapunov指数计算问题。采用Mu ller方法确定开关动作(非光滑点)之后变分方程的修正初始条件,解决了由于系统的非光滑性引起的变分方程不连续性问题,并有效地修正了由于扰动而引起的非光滑点处的积分误差。以不连续运行模式下电流反馈型Buck-Boost变换器为例,进行了实验数据与数值仿真结果的比较,表明了本文算法的有效性。 展开更多

关键词 最大LYAPUNOV指数 分岔与混沌 分段光滑系统 DC/DC变换器

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弹性转子系统动力学行为 被引量：1

13

作者 王正浩 袁惠群 +1 位作者 李东 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期258-261,共4页

提出了考虑机匣弹性、机匣与定子间的弹性联接和陀螺效应的碰摩转子动力学系统模型;运用数值积分方法获取了系统响应,分析了机匣与圆盘质量比和双圆盘偏心矩比对转子系统分岔与混沌行为的影响.结果发现,系统进入混沌的路径主要是阵发性... 提出了考虑机匣弹性、机匣与定子间的弹性联接和陀螺效应的碰摩转子动力学系统模型;运用数值积分方法获取了系统响应,分析了机匣与圆盘质量比和双圆盘偏心矩比对转子系统分岔与混沌行为的影响.结果发现,系统进入混沌的路径主要是阵发性混沌和周期3经倍分岔进入混沌;与刚性支承的情况加以比较,发现系统的弹性对混沌响应有一定的抑制作用.分析结果表明:机匣弹性使混沌响应的区域缩小,高阶临界转速减小,对高阶临界转速和共振振幅的影响比较大,而对低阶临界转速和共振振幅的影响较小. 展开更多

关键词 弹性转子系统 分岔与混沌 质量比 偏心矩比 碰摩

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机械系统中的非线性动力学问题及其研究进展 被引量：1

14

作者 张伟 陈予恕 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第7期64-69,共6页

综述机电系统的非线性动力学问题的研究现状和方法，主要包括机电工程中非线性动力系统的响应、分岔和混沌问题。简要介绍结构稳定性和非线性动力系统的分岔理论，给出研究机电系统中的非线性动力学问题的几种主要方法。讨论理论研究结... 综述机电系统的非线性动力学问题的研究现状和方法，主要包括机电工程中非线性动力系统的响应、分岔和混沌问题。简要介绍结构稳定性和非线性动力系统的分岔理论，给出研究机电系统中的非线性动力学问题的几种主要方法。讨论理论研究结果在弹性机构问题、机械柔性结构问题、旋转机械、航天工程和其它一些机械工程问题中的应用，指出了所存在的问题及其发展趋势。 展开更多

关键词 机电系统 非线性动力学 分岔与混沌 振动与控制

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双频Buck变换器的非线性现象仿真研究 被引量：1

15

作者 黎志铭 周雒维 卢伟国 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1022-1026,共5页

根据高、低频单元动力学行为特点,把双频Buck变换器系统的快标不稳定性分析问题解耦为两个单频Buck系统的快标不稳定性分析问题,提出了一类改进的数据采样建模方法,构建了高频部分的频闪映射模型。基于该模型使用一种非数值方法求解出... 根据高、低频单元动力学行为特点,把双频Buck变换器系统的快标不稳定性分析问题解耦为两个单频Buck系统的快标不稳定性分析问题,提出了一类改进的数据采样建模方法,构建了高频部分的频闪映射模型。基于该模型使用一种非数值方法求解出不动点处的雅可比矩阵并讨论了电路参数变化对系统稳定性的影响。此外,揭示了低频网络部分存在的非线性现象,给出了低频网络稳定运行的必要条件。数值仿真结果证实理论分析中的结论,有效地阐释了双频Buck变换器系统的快标不稳定性现象,为其稳定、优化运行提供了理论依据。 展开更多

关键词 分岔与混沌 双频 BUCK变换器 快标不稳定性

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温度变化对悬索模态耦合共振特性影响

16

作者 林恒辉 赵珧冰 +2 位作者 郑攀攀 吴先强 张昕涛 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期865-872,共8页

悬索是一种典型的大跨度低阻尼柔性系统,其包含平方和立方非线性特征,从而呈现出各种非线性动力学行为,尤其是在不同模态之间发生的耦合共振响应。此外实际工程中悬索受气温、太阳辐射、风等因素影响,周围温度场变化明显,而悬索线性和... 悬索是一种典型的大跨度低阻尼柔性系统,其包含平方和立方非线性特征,从而呈现出各种非线性动力学行为,尤其是在不同模态之间发生的耦合共振响应。此外实际工程中悬索受气温、太阳辐射、风等因素影响,周围温度场变化明显,而悬索线性和非线性振动特性对于温度变化较为敏感。本研究以悬索同时发生主共振和3∶1内共振为例,将之前忽略模态耦合的单自由度模型扩展到两自由度模型,并利用多尺度法求得系统直角坐标下的平均方程。基于所绘制的系统各类响应曲线,对温度变化下悬索模态耦合振动特性开展详细论述。数值算例结果表明:温度下降(上升)时,Irvine参数更大(更小)的悬索容易发生3∶1内共振;在内共振的区间,低阶模态响应幅值受温度变化的影响大于高阶模态的响应幅值;霍普夫分岔对于温度变化的敏感程度要高于鞍结点分岔;在耦合共振区间,系统周期运动对温度变化较为敏感,温度变化有可能导致系统的周期运动变为非周期。 展开更多

关键词 悬索 温度变化 内共振 立方非线性 分岔与混沌

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