轮对蛇行运动Hopf分岔的非线性反馈控制

提出了一种轮对蛇行运动Hopf分岔的非线性反馈控制方法，通过对系统施加非线性反馈控制，使系统的分岔型式由亚临界Hopf分岔转变为超临界Hopf分岔，大大提高了机车稳定运行的运行速度。通过理论分析和数值计算发现：非线性反馈控制项系数c4是改变系统分岔型式的主要参数，增大系数c4不仅改善了系统的运行稳定性，而且提高了乘坐的舒适性；增大非线性反馈控制项系数c4可提高系统的线性临界速度。     

参数激励下受电弓系统的分岔与混沌

以速度平方阻尼力来表示受电弓框架的液压减振器所产生的非线性阻尼力，以变刚度的弹簧系统模拟接触网，建立了受电弓系统的非线性动力学模型。利用Hopf分岔定理找到受电弓产生Hopf分岔必须满足的参数条件，采用数值积分方法，对由于速度变化及参数激励导致的非线性动力学行为进行了研究，揭示了该系统由倍周期分叉、拟周期运动，通向混沌现象，研究结果为进一步研制国产高速受电弓提供了理论参考。     

汽车盘式制动系统的稳定性分析

针对汽车盘式制动器制动时摩擦引起的低频振动问题,建立了Sprag-Slip非线性数学模型。以摩擦系数作为分岔参数,运用常微分方程稳定性理论分析了系统的稳定性,并用数值分析方法得出系统在平衡点发生Hopf分岔的结论。进一步地,取其他参数组合计算得到了系统稳定性区域图。结果表明:摩擦系数过大,系统失稳并发生Hopf分岔,从而引起系统自激振动;摩擦系数及钳盘夹角相比于质量、刚度以及阻尼等系统参数对制动系统稳定性影响更显著。     

车辆转向架Hopf分岔分析

针对Cooperrider简单转向架模型，分析了铁路车辆转向架的亚临界Hopf分岔特性。利用数值方法研究了不同非线性力作用下转向架的横向稳定性，得到轮轨饱和力、蠕滑力、纵、横向阻尼力、轮缘死区接触力、踏面斜率以及轮轨间隙对转向架系统线性、非线性临界速度的影响规律。为机车走行部的优化设计提供了参考。     

DPS系统Hopf分岔分析及时滞控制

主要研究DPS系统Hopf分岔的稳定性及时滞控制问题.根据规范性理论与中心流形定理,并结合劳斯霍尔维茨判据,进一步分析了Hopf分岔的产生条件.为了消除和稳定DPS系统在混沌同步时的震荡现象,设计线性反馈控制器和非线性反馈控制器对DPS系统的Hopf分岔进行控制,计算得出线性反馈控制器可对该系统进行时滞控制,非线性反馈控制器可实现分岔解的稳定性控制,数值模拟证实理论分析的正确性.     

新型风电机组并网电压的稳定性分析

为研究新型风电机组(即前端调速式风电机组)并网电压的稳定性,以三节点系统为例,建立了新型风电机组电力系统的数学模型,推导了描述风电机组动态特性的微分代数方程,引入延拓法来追踪系统给定参数区间的平衡解流行.在此基础上,基于分岔理论和时域仿真技术,分析了新型风电机组无功功率和风速变化对系统并网电压稳定性的影响.结果显示,该系统上同时存在着Hopf分岔和鞍结分岔等,这些分岔现象是导致系统电压失稳的非线性动力学本质.通过结论表明,系统运行点越接近最大无功负荷点,电压稳定运行区域越小;系统运行至额定风速(11.5 m/s)之前时,随着风速的变化,系统电压基本保持不变;当风速超过14.8 m/s时,接入系统的电压会逐渐失稳直到崩溃.     

一类非线性时滞SIR模型的稳定性与Hopf分岔

对于一类具有非线性传染率的时滞SIR模型,首先分析其相应的线性化系统的特征根的分布,论证唯一正平衡点的稳定性,从而获得保持系统稳定的条件,在此基础上,讨论了当时滞参数高于临界点时系统的Hopf分岔.最后进行了数值模拟以证明理论分析的正确性.     

考虑油膜力-碰摩力耦合的双盘转子系统动力学行为

考虑非线性油膜力-碰摩力耦合的双盘转子-轴承系统动力学模型.采用四阶Runge-Kutta法对该系统进行数值求解,结合相图、poincaré映射图、分岔图、最大碰摩力图,着重分析了转速和润滑油粘度的变化对系统响应及稳定性的影响.结果表明:不同转速下系统会出现多周期、概周期、混沌等复杂动力学行为.在低转速下,系统经历Hopf分岔进入概周期运动;中速阶段,系统会产生阵发性混沌运动,并历经逆倍周期分岔及Neimark-Sacker分岔进入概周期运动.润滑油粘度的增大,能够提高系统的稳定性,降低转子与定子间的最大碰摩力,使阵发性混沌区域逐渐后移且缩小.     

两级齿轮传动系统的周期运动及分岔分析

为研究齿轮传动系统中综合传动误差、时变啮合刚度和齿侧间隙等多非线性因素的耦合对系统振动特性的影响,以两级齿轮传动系统的动力学模型为研究对象,计算了齿轮副的时变啮合刚度、等效啮合阻尼等动力学参数.采用数值仿真的方法研究了系统的周期运动在不同工况下的分岔过程,以及载荷、综合传动误差幅值和阻尼比等系统参数对系统动力学行为的影响.结果表明:随着啮合频率的变化,系统发生周期倍化分岔、Hopf分岔、周期泡型分岔等多种分岔形式;在低频和中频区域,由于周期1运动的分岔的不可逆性,出现了共存分岔模式和吸引子共存等复杂非线性现象.     

含三次耦合项的Logistic映射的分岔

采用数值模拟的方法研究了三维Logistic耦合系统.对系统的分岔行为及混沌形成过程进行了探讨.研究表明该系统对参数变化很敏感,存在着倍化分岔、Hopf分岔等导致混沌的情况,用分岔图、发生分岔点附近的相图研究了参数变化时系统动力学行为的演化过程.