数学理论与应用 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (4): 60-72.doi: 10.3969/j.issn.1006-8074.2025.04.004
郝余粮,郭钰, 刘易成*
HAO Yuliang ,GUO Yu,LIU Yicheng*
摘要: 本文系统研究分数阶时滞级联RLC网络的建模与稳定性. 我们首先基于Caputo分数阶导数构建含时滞的$n$级级联RLC网络模型, 并推导单级 ($n=1$)及双级 ($n=2$)网络的分数阶微分方程; 然后通过拉普拉斯变换得到系统的超越特征方程, 结合Matignon稳定性判据, 分别给出系统在无时滞和有时滞情形下的系统渐近稳定性条件. 研究表明, 无时滞系统的稳定性主要由分数阶阶数$\alpha$决定,而有时滞系统的稳定性则不受$\alpha$影响, 仅由时滞$\tau$决定. 特别地, 本文将确定系统保持稳定的时滞临界值$\tau_{\mathrm{max}}$. 最后, 通过数值分析(见表I)详细讨论电阻$R$、电感$L$、电容$C$、分数阶阶次$\alpha$及时滞$\tau$对系统稳定性的影响. 本研究可为分数阶时滞电路的稳定性分析与参数设计提供理论依据和优化指导.