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铁道学报2025年第07期:磁悬浮列车非线性随机稳定性及分岔研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘伟渭;余玺;唐爽权;沈印;张国勇;

单位:西南交通大学机械工程学院;重庆医科大学医学信息学院;四川化工职业技术学院教务处;

摘要:引入随机参激与随机外激,建立中低速磁悬浮列车随机动力学模型,将随机动力学模型转化至Hamilton体系进行随机平均,并将其模式化为It8随机微分方程;运用最大Lyapunov指数法判断随机局部稳定性,依靠扩散过程的边界类型判断分析随机全局稳定性,通过平稳概率密度函数和联合概率密度函数来分析随机分岔。研究结果表明:磁悬浮列车的随机局部稳定性存在明显的非线性关系,随机全局稳定性取决于磁悬浮系统的左边界特征标值;随机局部稳定性和随机全局稳定性均随白噪声强度的增强而减弱,随电磁力等效刚度的增大而增强;在整体的平稳概率密度分析中,随着白噪声强度的增大,平稳概率密度函数由脉冲函数变为非脉冲,再变为非单调函数,期间系统发生概率右移;在联合概率密度函数图中,函数由脉冲函数变为单峰函数,再变为火山口型峰,系统发生的两次拓扑变化分别对应随机D分岔和随机P分岔。上述随机稳定性和分岔结果与车辆实际的失稳形态相符,即同一车辆在不同线路上会有不同的失稳类型,且同一线路上是否失稳也具有一定的随机性,而依据确定稳定性理论得到的失稳形态固定,与实际线路失稳的强随机性以及与运营环境的相关性不符。

关键词:磁悬浮列车;;运动稳定性;;分岔

基金资助:四川省科技计划(2023YFN0079);; 泸州市科技计划(2024JYJ025)