分数阶平方阻尼Mathieu振子的动力学分析

摘要

研究了谐波激励下分数阶平方阻尼Mathieu振子的主共振。首先采用多尺度法得到了主共振的近似解析解,利用数值方法验证了近似解的准确性。然后建立了系统定常解的幅频曲线方程,基于Lyapunov第一方法得到了稳态响应的稳定性条件,分析了强迫主共振和参激共振下系统特有的幅频特性。最后通过数值仿真研究了分数阶微分项对系统幅频特性的影响。结果表明,利用分数阶微分项系数和阶次能对系统响应幅值和振动频率等形成一种双重调节,可有效改善系统幅频特性。