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《石家庄铁道大学》 2018年
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分数阶参激系统的动力学与控制研究

温少芳  
【摘要】:随着计算机技术的飞速发展,分数阶微积分在非线性动力学中的研究已经引起了国内外各个领域的专家们广泛关注。将分数阶微积分这一新型的数学工具和参激系统这一经典模型相结合,不仅能够深化分数阶微积分的理论研究,而且能够推动分数阶参激系统模型的工程应用,促进高速车辆系统动力学与控制研究的发展,具有广阔的应用前景。本文的主要研究内容如下:(1)综合阐述了分数阶参激系统的动力学响应和控制的研究现状和方法,并论述了本文的主要创新点。(2)对高速车辆系统中的空气弹簧进行了分数阶微分建模与参数分析,得到了空气弹簧的可控气压和外加正弦激励的幅值和频率对空气弹簧动力学特性的影响规律,并对空气弹簧的分数阶微分模型中的参数进行识别。(3)首先对受电弓和接触网系统进行了分数阶微分建模,得到了弓网系统的动力学方程,发现其为典型的含分数阶微分项的Mathieu方程。接着利用多尺度法和摄动理论相结合,对含分数阶微分项的Mathieu方程的动力学行为进行了研究,得到了系统的稳定性边界和对应的周期解,揭示了分数阶微分项的系数和阶次对稳定性边界的影响;最后利用平均法对含有两类分数阶van der Pol(VDP)振子的Mathieu方程的动力学特性进行了研究,得到了系统的幅频曲线方程,给出了系统稳态解的稳定性和存在性条件,分析了两类分数阶VDP振子参数变化对系统动力学特性的影响。(4)发展了适用于分数阶强非线性系统的增量谐波平衡法,建立了分数阶微分项增量谐波平衡法的通用计算格式。接着利用提出的迭代格式,对常值激励下和谐波激励下的含分数阶微分项的强非线性参激系统的动力学分别进行了研究与分析。(5)研究了在分数阶时滞反馈控制下的Duffing振子和参激系统的特性,利用平均法得到了系统的一阶近似解析解,定义了以反馈系数、分数阶微分阶次、时滞参数表示的等效刚度和等效阻尼系数。分析了在分数阶时滞反馈控制作用下,反馈系数和分数阶微分阶次等参数对系统动力学的影响,发现分数阶时滞反馈能同时起到位移时滞反馈和速度时滞反馈控制的作用。最后在结论和展望中概述了主要的研究成果,并指出了存在的问题和今后的研究方向。
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:U270.11

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 俞亚娟;王在华;;一个分数阶忆阻器模型及其简单串联电路的特性[J];物理学报;2015年23期
2 杨国伟;魏宇杰;赵桂林;刘玉标;曾晓辉;邢云林;赖姜;张营营;吴晗;陈启生;刘秋生;李家春;胡开鑫;杨中平;刘文正;王文静;孙守光;张卫华;周宁;李瑞平;吕青松;金学松;温泽峰;肖新标;赵鑫;崔大宾;吴兵;钟硕乔;周信;;高速列车的关键力学问题[J];力学进展;2015年00期
3 韦鹏;申永军;杨绍普;;分数阶van der Pol振子的超谐共振[J];物理学报;2014年01期
4 石敏;王在华;;一个分数阶小世界网络模型的稳定性与Hopf分岔延迟控制[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2013年04期
5 杨建华;朱华;;不同周期信号激励下分数阶线性系统的响应特性分析[J];物理学报;2013年02期
6 银花;陈宁;;分数阶导数粘弹性模型的有限元法[J];计算力学学报;2012年06期
7 申永军;杨绍普;邢海军;;含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析(Ⅱ)[J];物理学报;2012年15期
8 申永军;杨绍普;邢海军;;分数阶Duffng振子的超谐共振[J];力学学报;2012年04期
9 陈丙三;曾寿金;江吉彬;;磁流变阻尼器的分数阶模型及其减振系统分析[J];机械设计与制造;2012年07期
10 申永军;杨绍普;邢海军;;含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析[J];物理学报;2012年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛志新;陈咸奖;侯为根;;具有分数阶导数阻尼的强迫振动共振现象[J];高校应用数学学报A辑;2015年04期
2 樊登柱;张凯;董应超;;基于Labview的磁流变阻尼器多项式模型的建立[J];拖拉机与农用运输车;2015年06期
3 黄灿;段俊生;;线性分数阶强迫振动的稳态响应[J];应用数学与计算数学学报;2015年02期
4 樊明辉;申永军;杨绍普;;含分数阶微分的二自由度悬架系统动力学分析[J];石家庄铁道大学学报(自然科学版);2015年01期
5 鲍四元;邓子辰;;分数阶振子方程基于变分迭代的近似解析解序列[J];应用数学和力学;2015年01期
6 韦鹏;申永军;杨绍普;;分数阶Duffing振子的亚谐共振[J];振动工程学报;2014年06期
7 刁利杰;张小飞;陈帝伊;;分数阶并联RL_αC_β电路[J];物理学报;2014年03期
8 韦鹏;申永军;杨绍普;;分数阶van der Pol振子的超谐共振[J];物理学报;2014年01期
9 张毅;;非保守动力学系统Noether对称性的摄动与绝热不变量[J];物理学报;2013年16期
10 杨建华;朱华;;不同周期信号激励下分数阶线性系统的响应特性分析[J];物理学报;2013年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘玉标;张营营;邢云林;孙振旭;杨国伟;;定常横风作用下高速列车的安全性分析[J];科学技术与工程;2014年08期
2 孙春华;;艰险山区客运专线铁路隧道缓冲结构研究[J];铁道标准设计;2014年01期
3 姚拴宝;郭迪龙;杨国伟;;基于径向基函数网格变形的高速列车头型优化[J];力学学报;2013年06期
4 张雷;杨明智;张辉;金琦;;高速铁路隧道洞门对隧道空气动力效应的影响[J];铁道学报;2013年11期
5 马伟斌;程爱君;郭小雄;吴敏敏;张千里;;高速铁路隧道气动效应研究存在的问题及展望[J];铁道标准设计;2013年11期
6 姚拴宝;郭迪龙;杨国伟;;基于混合遗传算法的高速列车截面变化率优化设计[J];科学技术与工程;2013年28期
7 罗建斌;胡媛媛;杨建恒;胡爱军;;路堤倾角变化对高速列车侧风运行气动特性影响[J];计算物理;2013年05期
8 宦荣华;宋亚轻;朱位秋;;基于相干分析的接触导线高度不平顺不利波长研究[J];浙江大学学报(工学版);2013年09期
9 赵悦;肖新标;韩健;赵国堂;金学松;;高速有砟轨道钢轨动力吸振器垂向吸振特性及其参数影响[J];机械工程学报;2013年16期
10 李瑞平;周宁;张卫华;梅桂明;;基于AR模型的接触网脉动风场与风振响应[J];交通运输工程学报;2013年04期
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1 高哲;廖晓钟;;一种线性分数阶系统稳定性的频域判别准则[J];自动化学报;2011年11期
2 李周红;蒋涓;;基于积极控制的两个不同分数阶混沌系统的反同步[J];玉溪师范学院学报;2018年04期
3 杨宸;;基于对角占优准则的分数阶系统同步控制[J];科技展望;2014年13期
4 阎晓妹;尚婷;赵小国;;基于分数阶滑模控制器的不确定分数阶混沌系统同步[J];应用数学学报;2018年06期
5 陆瑶;;基于调制函数法的分数阶系统参数辨识[J];科学技术创新;2018年33期
6 杨朋飞;刘冬梅;高宁;白珍龙;;分数阶控制系统的稳定性理论研究[J];仪器仪表用户;2018年05期
7 毛北行;;两类分数阶系统的观测器同步[J];吉林大学学报(理学版);2017年01期
8 刘焕霞;赵鑫;林崇;马瑞兰;;广义分数阶混沌系统的鲁棒同步研究[J];青岛大学学报(工程技术版);2018年02期
9 贾雅琦;;时滞分数阶混沌系统的完全同步[J];计算机产品与流通;2018年07期
10 刘瑞娟;康美玲;徐欣;林海燕;;一类分数阶不确定重复控制系统的稳定性分析[J];厦门理工学院学报;2018年05期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 蒋静菲;曹登庆;陈华涛;;一类可变分数阶系统的稳定性与控制[A];第十五届全国非线性振动暨第十二届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2015年
2 申永军;杨绍普;温少芳;牛江川;;分数阶系统的动力学与控制[A];第十届动力学与控制学术会议摘要集[C];2016年
3 薛定宇;白鹭;;分数阶系统的仿真方法(英文)[A];系统仿真技术及其应用学术论文集(第15卷)[C];2014年
4 王在华;;分数阶系统的实验建模、稳定性分析与数值求解[A];第六届全国动力学与控制青年学者学术研讨会论文摘要集[C];2012年
5 申永军;杨绍普;邢海军;;单自由度分数阶系统的动力学分析[A];第九届全国动力学与控制学术会议会议手册[C];2012年
6 胡轶超;李东海;;分数阶系统的PID控制器整定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 许建强;;参数不确定分数阶统一混沌系统的自适应同步[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
8 刘瑞娟;聂卓赟;潘秋萍;;基于等价输入干扰方法的分数阶系统扰动抑制[A];第36届中国控制会议论文集(G)[C];2017年
9 马周健;王军;;分数阶超混沌系统基于广义同步的混沌遮掩保密通信[A];第19届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集(19th CCSSTA 2018)[C];2018年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 俞亚娟;几类分数阶模型及其动力学[D];南京航空航天大学;2017年
2 温少芳;分数阶参激系统的动力学与控制研究[D];石家庄铁道大学;2018年
3 王飞;分数阶网络动态分析与控制方法研究[D];江南大学;2017年
4 杜珺;非局部条件下分数阶发展方程及包含解的存在性和可控性[D];安徽大学;2018年
5 张小志;最优化分数阶信号分析及其应用[D];广东工业大学;2018年
6 程松松;分数阶LMS自适应滤波算法研究[D];中国科学技术大学;2018年
7 张玲忠;分数阶忆阻神经网络的动态分析与控制[D];江南大学;2018年
8 高心;分数阶动力学系统的混沌、控制和同步的研究[D];电子科技大学;2005年
9 吴峥茂;非线性混沌系统分析和控制问题的研究[D];上海交通大学;2007年
10 邓伟华;分数阶微分方程的理论分析与数值计算[D];上海大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庞轶环;分数阶滤波器的研究[D];南京航空航天大学;2018年
2 马奎奎;非线性分数阶q-差分方程解的存在性与稳定性[D];济南大学;2018年
3 赵德先;从参与者角度对城市绿地树种选择的研究[D];安徽农业大学;2017年
4 吕若宁;不同温度停循环对神经细胞表达小泛素样蛋白影响的离体实验研究[D];北京协和医学院;2018年
5 曹文静;两类新分数阶混沌系统的动力学分析及其控制[D];武汉理工大学;2017年
6 孙青山;几类分数阶动力系统的分岔控制与应用[D];南京邮电大学;2018年
7 刘建根;数值方法在整数和分数阶微分方程的应用[D];中国矿业大学;2018年
8 王福斌;分数阶Liu混沌系统的电路仿真及控制研究[D];东北大学;2015年
9 崔荣芝;连续时间分数阶系统的参数与微分阶次辨识[D];中国科学技术大学;2018年
10 贾梦月;分数阶常微分方程几种数值格式的收缩性和耗散性[D];西北大学;2018年
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