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对高速气体润滑轴承转子系统进行了稳定性试验研究．通过轴心轨迹、频率耦合三维图、频谱和分叉图，分析了系统非线性行为特征．实验证明气体润滑轴承-转子系统中的气膜涡动是系统非线性失稳的主要原因，气膜涡动导致的倍周期分叉是系统进入混沌振动的必由途径．通过调整系统固有频率和气膜润滑涡动频率之间的耦合关系，使得失稳转速远离设计转速；以及利用试验中所证实的混沌“有界”性质，有效的控制振幅，将是提高转子-轴承系统非线性稳定性的新途径．