机电主传动系统在摩擦作用下的动力学行为研究

摘要

随着现代工业的高速发展，机电主传动系统已经在各个工农业，科技以及生活领域得到了广泛的应用。机电主传动系统具有复杂的非线性特性，在其运行的过程中，系统的稳定性会受到多种因素影响。因此针对机电主传动系统所具有的非线性动力学行为进行探究和分析，具有重要的理论和实际意义。本课题以机电主传动系统为研究对象，分别从非线性以及非光滑特性的角度出发，研究了机电主系统在润滑摩擦作用下的非线性动力学行为和混合摩擦作用下的非光滑动力学行为。
　　首先，根据电磁场理论、能量法、质量集中法以及Lagrange-Maxwell方程建立交流同步电机驱动的机电耦合主传动系统的非线性动力学模型。其次，考虑润滑摩擦作用，建立含润滑摩擦的机电耦合主传动系统非线性动力学模型，从非线性动力学研究角度，以润滑摩擦系数为参数，研究系统的Hopf分岔现象，发现系统动力学行为的稳定性受到润滑摩擦系数和系统初始条件的共同影响。然后，考虑含干摩擦的混合摩擦作用，建立含混合摩擦的机电耦合主传动系统的非光滑动力学模型。从非光滑动力学研究角度，以Floquet理论为依据，对系统进行了周期解稳定性分析。运用Filippov凸分析对系统进行集值拓展，然后分析得出在状态空间分界面上滑动分岔发生的充要条件。建立Poincaré映射而后利用给出的充要条件对系统的滑动分岔进行了数值预测，并对系统随外激励频率变化而发生的滑动分岔现象进行了研究。最后通过数值仿真对上述结果的正确性进行了验证。
　　本文从机电耦合角度入手，分别从非线性与非光滑两个角度分析了机电主传动系统的动力学行为，进一步完善了机电耦合系统动力学的理论研究，为深入研究相关系统的振动机理提供了理论依据。

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第1章 绪 论

1.1课题的研究背景和意义

1.2机电耦合传动系统概述

1.3系统动力学行为研究概述

1.4 课题研究现状

1.5本文的主要内容

第2章 机电主传动系统建模及动力学分析基本理论

2.1引言

2.2机电主传动系统的动力学模型

2.3非线性系统分岔基本理论

2.4非光滑动力学系统基本理论

2.5 本章小结

第3章 机电主传动系统在润滑摩擦条件下的Hopf分岔分析

3.1 引言

3.2润滑摩擦模型

3.3含润滑摩擦的机电主传动系统Hopf分岔分析

3.4本章小结

第4章 含混合摩擦机电主传动系统滑动分岔分析

4.1 引言

4.2 Filippov凸分析理论

4.3系统的滑动分岔分析

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢