一类两自由度碰撞振动系统的Hopf分岔和混沌

分析了一类两自由度碰撞振动系统的周期运动,并通过计算Poincare映射的线性化矩阵,确定周期运动的稳定性.分析表明,在一定的参数条件下系统存在周期倍化分岔和Hopf分岔,并通过数值模拟方法得到了以Poincare截面上的不变圈表示的拟周期响应.简明地讨论了系统通向混沌的道路.     

一类脉冲动力系统的状态反馈控制

对一类具有状态反馈控制的脉冲动力系统的动力学性质进行了研究．由周期解的扰动解得到了一个Poincare映射，利用Poincare映射讨论了系统周期解的分岔，并得到了半平凡周期解和正周期-1解存在和稳定的充分条件．定性分析和数学模拟表明，半平凡周期解通过fold分岔分钻出正周期-1解，正周期-1解通过flip分岔分岔出正周期-2解，再通过一系列flip分岔通向混沌，此外，讨论了脉冲状态反馈控制的效果．     

一类自治脉冲微分方程的动力学研究

对一类自治脉冲微分方程的动力学性质进行了研究,给出了半平凡周期解的存在与稳定的充分条件,建立Poincare映射将周期解问题转化为不动点问题．理论分析及数值模拟表明,半平凡周期解通过跨临界分岔获得稳定的正周期-1解．数值模拟显示,随着控制参数的变化,正周期-1解通过倍周期分岔出正周期-2解,再通过一系列倍周期分岔通向混沌．     

两点碰撞振动系统的周期运动与分叉

建立了两自由度两点碰撞振动系统的动力学模型,给出了碰撞振动系统产生粘滞的条件,分析了系统存在的粘滞运动.采用打靶法,利用变步长逐次迭代逼近的方法求解系统的不稳定的周期碰撞运动,即Poincar啨截面上的不动点.通过对两自由度两点碰撞振动系统进行数值模拟显示了系统在一定参数条件下存在周期倍化分叉和Hopf分叉,同时通过数值模拟的方法得到了以两自由度两点碰撞振动系统Poincar啨截面上的不变圈表示的拟周期响应,并进一步分析了随着分岔参数的变化,两自由度两点碰撞振动系统周期运动经拟周期分叉和周期倍化分叉向混沌的演化路径.     

二维Logistic映射的动力学分析

对二维logistic映射的动力学研究有助于认识和预测更复杂的高维非线性系统的性态.利用解析计算和实验分析相结合的方法揭示出:(1) 参数空间中二维logistic映射发生第一次分岔的边界方程;(2) 二维logistic映射可按倍周期分岔和Hopf分岔走向混沌;(3) 二维logistic映射的吸引盆中周期和非周期区域之间的边界是分形的,这意味着无法预测相平面上点运动的归宿;(4) Mandelbrot-Julia集的结构由控制参数决定,且它们的边界是分形的.     

飞轮调速器反馈控制系统的混沌及控制

建立了飞轮调速器反馈控制系统的动力学方程,利用系统的相图和Poincar6映射图分析了系统的混沌形成过程．通过对飞轮调速器反馈控制系统增加一个比例微分反馈控制器,利用它控制系统从混沌运动转化为周期运动．数值仿真表明了该控制方法在飞轮调速器反馈控制系统的混沌控制中的有效性与可行性,可利用适当的控制强度镇定系统中不稳定的周期轨道．     

负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动研究

发展高维Melnikov方法研究含参非线性动力系统的多周期解分岔问题,并应用于研究负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动等复杂非线性动力学行为.通过建立曲线坐标与Poincaré映射,发展适用于四维含参非线性动力系统的Melnikov函数,获得系统多周期解的存在性及个数判定定理.将所得理论结果应用于研究面内激励与横向激励共同作用下负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动,获得系统周期轨道的存在性、个数及相应的参数控制条件.探讨横向激励系数对系统动力学行为的影响,得到在一定参数条件下,系统最多存在4个周期轨道,并利用数值模拟方法给出其相图构型,验证理论结果的正确性.     

传输时延环境下信息物理融合系统中恶意病毒传播的稳定性与分岔分析

本文考虑到恶意病毒在信息物理融合系统中的传播具有时延性,基于非线性动力学理论建立了一类更具一般性的含有时滞的恶意病毒传播模型.通过选取时滞作为分岔参数,并讨论相关的特征方程,研究了时滞对系统局部稳定性和Hopf分岔的影响.研究发现,系统的动力学行为依赖于分岔的临界值.此外,给出了保证系统稳定性和产生Hopf分岔的条件....     

用微分求积法分析输液管道的非线性动力学行为

将微分求积法(Differential Quadrature Method,简称DQM)应用于输液管道的非线性动力学分析,采用此法研究了受非线性约束输液管道的分岔现象和混沌运动问题.从悬臂输液管道模型出发,利用微分求积法形成管道的动力学方程.以分岔图、相平面图、时间历程图和Poincare映射等分析手段考察了系统参数(管内流速)变化对管道振动形态的影响.结果表明,在所研究的系统中存在出现倍周期分岔现象和混沌运动的参数区域,这与前人的研究成果具有一致性.这为一类结构的非线性动力响应问题提供了一种新的研究思路.     

含间隙齿轮碰振系统的全局动力学分析

为研究含间隙齿轮碰振系统的全局及周期运动的稳定性及分岔条件,建立了齿轮副主动轮的单自由度非线性动力学模型.运用非光滑系统Melnikov理论研究齿轮系统异宿轨道全局分岔条件,然后,求得各分段系统的通解,再将每个切换面作为Poincaré截面,运用组合映射的方法分析系统的周期运动特性.最后通过数值模拟,得到不同参数条件下系统的运动状态和分岔特性,验证了Melnikov方法分析齿轮非光滑系统的有效性.     

时滞诱发的忆阻型Hopfield神经网络的复杂动力学

本文研究含时滞的忆阻型环状Hopfield神经网络的稳定性、Hopf分岔以及复杂振荡模式.根据特征方程根分布情况,获得了系统全时滞稳定条件和与时滞相关的稳定条件.通过数值计算揭示了丰富的动力学现象,如多种周期运动和混沌吸引子等,并给出了Poincaré截面上的分岔图.设计了电路实验平台,取得了与理论分析和数值计算高度吻合的实验结果.     

粘弹性传动带的分岔特性和混沌振动分析

研究了粘弹性传动带横向振动的分岔特性和混沌动力学行为．将传动带视为沿轴向运动的抗弯刚度较 小的粘弹性梁模型,同时考虑变形的几何非线性和材料的非线性因素,运用弹性力学方法建立了其横向振动 的偏微分方程,利用 Galerkin 方法得到了时空坐标解耦的二阶非线性动力学方程,重点探讨了带速波动对系统 动态特性的影响．采用数值方法对系统的运动响应进行仿真,分岔图和 Poincaré图表明：随着平均带速和波动 幅值的变化,系统出现周期振动和混沌振动,倍周期分岔是产生混沌振动的途径．     

Chaotic bubbles and phase locking for a shaker system in the vicinity of three coexisting critical points

In this paper, the dynamical model of the shaker system, Poincaré maps, Jacobian matrix and power spectrum are established. Different phase-locking phenomena and chaotic bubbles are investigated in the vicinity of three coexisting critical points including Hopf–Hopf bifurcation point, 1:3 resonance point and 1:4 resonance point. In two strong resonance cases, phase-locking dynamics and associated bifurcations are easily to occur. Coexisting attractors have also been introduced to provide mechanisms for chaotic bubbles with connections between pieces. The occurrence of phase locking on doubling torus to multi-period leads to interruption of torus-doubling bifurcation. Isolated chaotic bubbles are birth via period-doubling bifurcation of such a multi-period. Phase-locking phenomena on T² torus are also observed in such a neighborhood of critical points. The number of periods on torus by phase locking can be identified by power spectrum methods. The system parameters may be optimized by studying of phase-locking dynamics of this system.     

两自由度齿轮传动系统全局动力学研究

齿侧间隙的存在,使齿轮传动系统存在着丰富的非线性动力学行为.考虑两自由度齿轮传动系统的动力学模型,利用数值方法分析系统的分岔和混沌动力学行为.通过简单胞映射方法对非线性齿轮系统进行全局分析,得到系统的吸引子,吸引域等全局特性.结果显示:随着激振频率的变化,系统存在多个周期解共存以及周期解与混沌运动共存现象.最后利用系统的相轨线图与庞加莱截面图进行对比分析,在不同的初值条件下,系统呈现出不同的周期运动或混沌运动.利用简单胞映射方法的数值计算结果可以实现在不良参数条件下,通过合理控制系统的初值条件而获得理想的系统响应.     

Dynamics analysis of a new simple chaotic attractor

In this paper, a novel simple chaotic system is discussed. Some basic dynamical properties, such as Lyapunov exponents, Poincaré mapping, fractal dimension, bifurcation diagram, continuous spectrum and chaotic dynamical behaviors of the novel chaotic system are studied, either numerically or analytically. The obtained results show clearly that the system discussed in this Letter is a novel chaotic system and deserves a further detailed investigation.     

超声速流中二元机翼的颤振与极限环

以沉浮和俯仰自由度上具有间隙立方结构非线性的二元机翼模型为例,考虑系统的结构阻尼,建立了系统的非线性动力学方程.通过修正的三阶活塞理论模拟了超声速流中机翼的非定常气动力和气动力矩.引入无量纲参数将系统动力学方程无量纲化,通过数值模拟得到了二元机翼的时域响应和系统的相轨迹变化规律.通过系统的分岔图得到了无量纲参数和系统周...     

不可压缩超弹性球体中微孔运动的分岔和混沌

针对一类径向横观各向同性不可压缩neo Hookean材料组成的球体,研究了周期扰动载荷作用下球体中心处微孔的动力学行为.根据平衡微分方程和初边值条件等导出描述微孔径向对称运动的强非线性的非自治常微分方程,通过对微分方程解的定性分析,讨论了微孔的定性行为：(1) 在常值载荷作用下,讨论了材料参数和结构参数对系统平衡点的影响,特别分析了微孔的二次转向分岔;通过对系统势阱的分析,讨论了微孔在常值载荷作用下的周期和振幅跳跃现象.(2) 在周期扰动载荷作用下,利用时程曲线,Poincaré截面和最大Lyapunov指数分别讨论了二次转向分岔情形下微孔的拟周期和混沌运动,给出了系统产生混沌的条件,并进一步分析了周期扰动载荷对微孔混沌运动的影响.     

Lyapunov function proof of Poincaré's theorem

One of the most fundamental results in analysing the stability properties of periodic orbits and limit cycles of dynamical systems is Poincaré's theorem. The proof of this result involves system analytic arguments along with the Hartman–Grobman theorem. Using the notions of stability of sets, lower semicontinuous Lyapunov functions are constructed to provide a Lyapunov function proof of Poincaré's theorem.