具时滞的电磁轴承系统的稳定性与分支分析

具时滞的电磁轴承系统的稳定性与分支分析

论文摘要

电磁轴承系统是一个非线性控制系统,电磁控制力是被控对象的位移和控制电流的非线性函数。当系统参数位于某些区域时,非线性力的作用会使转子产生相当大的振动,所以分析系统的非线性振动特性、稳定性等动力学性质是电磁轴承系统研究的重要课题。另外,在电磁轴承控制系统中不可避免地带有时滞。时滞的存在使动力系统的相空间由有限维变成了无穷维,并可能带来系统稳定性、周期解的存在性等动力学性质的变化。考虑时滞的影响,可以更客观、更准确的反映系统的实际工作情况,因此对具有时滞的电磁轴承系统的研究具有重要的理论和实际意义。本文首先介绍了基于PID控制的具有时滞的电磁轴承系统模型的由来。其次,以时滞为参数,通过对系统线性化方程的特征根的分布分析,得到平衡点的稳定性条件,确定了平衡点的线性稳定性区域。再次,确定了系统Hopf分支的存在条件,并且利用中心流型理论和规范型方法讨论了Hopf分支方向和分支周期解的稳定性,并且利用数值模拟仿真图表明了与理论分析结果的一致性。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及意义
  • 1.2 相关领域的国内外研究现状
  • 1.3 研究方法介绍
  • 1.4 本文主要的内容与结构
  • 第2章 磁浮轴承转子系统的稳定性和分支的存在性
  • 2.1 系统的数学模型建立
  • 2.2 稳定性分析
  • 2.3 奇异性分析
  • 2.4 数值模拟
  • 2.5 本章小结
  • 第3章 磁浮轴承转子系统的稳定性和Hopf分支分析
  • 3.1 稳定性的分析
  • 3.2 Hopf分支的性质分析
  • 3.3 数值模拟
  • 3.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
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