一类中立型方程的全局同宿轨分支

研究中立型微分差分方程的余维二分支有助于揭示此类系统的复杂动力学行为.给出推导中立型微分差分方程余维二分支规范型的中心流形约化方法:首先介绍中立型微分差分方程相空间的分解方法;其次给出中立型微分差分方程约化在中心流形上规范型的计算方法;最后推导了一类具有扩展时滞控制的van de Pol方程的BT分支规范型,进而得到了平衡点附近的大范围存在的同宿轨分支线,同时给出了数值结果.     

一类三自由度碰撞振动系统的Poincaré映射的对称性，分岔及混沌

考虑了一类具有对称刚性约束的三自由度碰撞振动系统.建立了系统的Poincaré映射,并导出了Poincaré映射的对称性.把映射不动点的稳定性与分岔理论应用于该系统,分析表明Poincaré映射的对称性完全抑制了对称周期n-2运动的周期倍化分岔,Hopf-flip分岔和pitchfork-flip分岔,并证明了两个反对称的周期n-2运动具有相同的稳定性.数值模拟得到了对称周期n-2运动的音叉分岔,Hopf分岔和Hopf-Hopf分岔.此外,通过Poincaré截面投影相图的形式研究了由音叉分岔通向混沌的路径.     

一类具有比率依赖的Holling Ⅳ和Leslie型捕食-食饵模型

本文考虑一类简化的具有比率依赖的Holling Ⅳ和Leslie型捕食-食饵模型.针对参数的特定值,证明了模型具有不稳定焦点,其附近有稳定极限环.并又在三个参数中选定了分支参数,当分支参数取值在小邻域内扰动时,模型出现Hopf分支.文中最后给出了数值模拟来说明这些结论。     

非线性转子-轴承系统的分叉行为研究

对刚性Jeffcott转子进行了分叉行为研究.无量纲轴承油膜力的表达式中考虑了滑油粘性力的作用.利用多变量Floquet定理分析了转子的稳定性.给出了分叉图、Poincare截面田和Floquet乘子变化图.结果表明,转子运动呈现倍周期分叉、切分叉和二次Hopf分叉等复杂的非线性动力学现象.     

一类碰撞振动系统的倍周期分岔研究

为了研究倍化分岔与Hopf分岔之间的联系,研究了一类碰撞振动系统因周期运动失稳而产生倍化分岔的问题。首先给出了该系统周期1-1运动的Poincaré映射建立过程,然后根据其映射的线性化矩阵的特征值穿越单位圆情况分析其映射不动点发生倍化分岔的可能性,最后通过数值计算加以验证。研究表明:系统存在典型倍周期分岔,另外单参数变化产生非共振条件下的Hopf分岔时,当参数进一步变化而越过共振点附近的某个共振区时,系统会产生非典型的倍周期分岔,其倍化分岔序列的分支数取决于强（弱）共振的阶数。     

Bifurcation analysis for Hindmarsh-Rose neuronal model with time-delayed feedback control and application to chaos control

This paper is concerned with bifurcations and chaos control of the Hindmarsh-Rose(HR)neuronal model with the time-delayed feedback control.By stability and bifurcation analysis,we find that the excitable neuron can emit spikes via the subcritical Hopf bifurcation,and exhibits periodic or chaotic spiking/bursting behaviors with the increase of external current.For the purpose of control of chaos,we adopt the time-delayed feedback control,and convert chaos control to the Hopf bifurcation of the delayed feedback system.Then the analytical conditions under which the Hopf bifurcation occurs are given with an explicit formula.Based on this,we show the Hopf bifurcation curves in the two-parameter plane.Finally,some numerical simulations are carried out to support the theoretical results.It is shown that by appropriate choice of feedback gain and time delay,the chaotic orbit can be controlled to be stable.The adopted method in this paper is general and can be applied to other neuronal models.It may help us better understand the bifurcation mechanisms of neural behaviors.     

新三维分段线性混沌系统

提出了一个新三维分段线性混沌系统,研究了新系统的对称性和不变性、耗散性和吸引子的存在性、平衡点及稳定性等基本动力学特性。利用相轨图、庞加莱映射、李雅普诺夫指数谱和分岔图等数值仿真手段,验证了该系统能运行在混沌和周期轨道,具有丰富的动力学行为,并能通过一个常数控制器控制到不同形状混沌吸引子的混沌轨道或周期轨道或一个有界点。     

基于行为的太阳帆群编队方法

文章提出了一种基于行为的太阳帆群编队路径规划方法。通过行为控制技术,在有限的感知信息条件下,便可获得自动的分布式控制律,将同质的各太阳帆导引至目标构型。导引过程中,各帆期望速度均为所设置三个行为速度(聚集、排斥、驻留)的矢量和,而各行为参数则利用目标构型的对称性进行设置。特别地,为了降低控制成本,聚集行为在仿真中利用了太阳引力、光压实际环境下形成的太阳帆轨道性质进行改造。通过日心悬浮轨道上的太阳帆群编队数值仿真,验证了文中方法的有效性和优越性。仿真结果表明,仅通过设置三个简单的行为,便可在日心悬浮轨道上得到许多有价值的太阳帆群构型。此外,通过修改其中的聚集行为,该方法可以很容易地移植到太阳帆行星悬浮轨道以及椭圆型三体问题中的太阳帆轨道编队应用上来。     

非线性转子-机匣系统的动力学特性

针对一类非线性转子一机匣系统，建立碰摩模型，应用数值分析的方法对其进行研究，得到偏心距变化时系统响应随转速比(S)的分叉图、拟周期运动的轴心轨迹和Poincare截面图，揭示了偏心距的增大使系统运动进一步复杂化和高维系统存在拟周期运动等现象.     

一类具有时滞捕捞项的比率依赖模型的稳定性与分支分析

研究了一类具有时滞捕捞项的捕食者食饵模型.利用泛函微分方程理论,讨论了模型的正平衡点的存在性、局部稳定性和Hopf分支的存在性的条件,其次运用Hassard方法分析了周期解分支的方向和稳定性,并给出了数值模拟证实分析的结果.     

Study on periodic orbits around the dipole segment model for dumbbell-shaped asteroids

Equilibrium points and periodic orbits in irregular gravitational fields are significant for an understanding of dynamical behaviors around asteroids as well as deep space exploring missions. The dipole segment is a good alternative model to study qualitative dynamical properties near dumbbell-shaped asteroids. In this paper, the dipole segment model and its equilibrium points are simply introduced. The stability of the two triangular equilibrium points of the system is numerically examined. Next, periodic orbits are presented around the dipole segment model in two different cases, in which triangular equilibria are linearly stable and unstable, respectively. New types of periodic orbits are illustrated in detail, including their orbital shapes, periods and the Jacobi integral. The orbital stability, topological classification and bifurcations of these orbits are also analyzed with numerical continuations.     

双跨转子系统油膜力和碰摩耦合故障的非线性研究

依据非线性转子动力学理论,建立了更接近实际情况的双跨滑动轴承-转子系统非线性油膜力和碰摩耦合故障的动力学模型,利用数值模拟分析了油膜力和碰摩力对转子系统耦合故障响应的影响,研究了在耦合故障的情况下,该系统的分叉与混沌运动,得到了非线性响应的Poincaré映射图、分叉图、相轨线图、轴心轨糓己头?值谱图,发现具有非线性碰摩力及油膜力的耦合作用下转子系统的各种多周期运动和混沌运动及其演变过程。     

连续时延神经网络的Hopf分岔现象研究

讨论了带连续时延神经网络的Hopf分岔现象。对于强核和弱核的情况,利用平均时延作为分岔参数,证明了模型经历了Hopf分岔过程。在带弱核的神经网络模型中,得到了分岔周期解稳定性准则。给出了一些数值例子,通过计算机仿真验证了所得结论的正确性。     

各向异性砂土剪切带角度的理论分析

针对平面应变条件下各向异性砂土剪切带角度的试验规律,采用传统的3种理论和分叉理论进行对比分析。将平面应变条件下剪切带角度的试验结果按照传统3种理论整理发现,尽管传统3种理论可以估算同种砂剪切带角度的极小、中间和极大值,但无法解释其各向异性规律。砂土在平面应变条件下破坏时会产生明显的剪切带,当剪切带方向和砂土沉积面方向接近时,会较早诱发剪切带的产生,使材料强度降低,造成了平面应变条件下各向异性强度规律明显不同于常规三轴条件下的试验规律,采用分叉理论结合各向异性模型则可以有效解释这个规律。随砂土沉积面角度的变化,模型可以从细观角度解释常规三轴条件下剪切带角度的单调变化的试验规律,结合分叉理论可以描述平面应变条件下其先减小然后增大的规律。通过几种理论对比分析表明,模型结合分叉理论不但能够描述多种应力状态下的平面应变和常规三轴应力条件下剪切带角度表现的不同规律,而且能够从细观角度解释其各向异性成因。     

Chaotic phenomena and small signal stability region of electrical power systems

In this paper, chaos phenomena and its influence on the power system small signal stability region (SSSR) are studied. We first review the studies on the SSSR, and point out that it is very important to make clear whether there exist some chaotic components on the boundary of the SSSR. Next, with some analytic skills of nonlinear dynamic system, we give a complete bifurcation diagram of a chaos existing in a sample power system, from a limit cycle (period-1) to chaotic state through cascading period-doubling bifurcation. The characteristics of the system energy varying in the continuous bifurcation are also shown. Thus a conclusion that chaos is always out of the Hopf bifurcation components (HB) on the SSSR's boundary. Based on this conclusion and some further studies, we confirm that, from the viewpoint of power system engineering, we do not need to consider the existence of chaos in the SSSR and its boundary. Therefore greatly simplifying the study of SSSR. Moreover, some aspects of the attractive regi     

Holling Ⅲ型捕食者-食饵系统的动力学性质

研究具有HollingⅢ型功能反应函数的捕食者-食饵系统的动力学性质.得到了平衡点局部稳定和分支的充分条件,考虑了Hopf型周期解的存在性.并研究了在适当参数条件下,多重Hopf分支点的存在性.     

Dynamic Analysis of Fractional-Order Memristive Chaotic System

分数阶忆阻器混沌电路的动力学分析

丁大为,李书家,王年

(安徽大学 电子信息工程学院,合肥 230601)

中文说明：

为研究系统的非线性动力学,提出一个从相对应的整数阶演变而来的分数阶忆阻蔡氏电路。首先,根据李亚普诺夫间接法,对分数阶忆阻系统的稳定性进行分析,结果表明：当忆阻系统的分数阶参数达到临界值时,系统失去稳定性,并发生分岔。然后,根据不同分数阶阶数以及不同其他系统参数的分岔图表明分数阶忆阻系统发生分岔和混沌行为。此外,为证明分数阶忆阻混沌系统存在混沌行为,给出了系统的时域图、相位图和最大的李亚普诺夫指数图。最后,通过数值仿真说明和验证理论结果的正确性。

关键词：忆阻器;动力学行为;分数阶;稳定性

     

电路参数变化引起的DC-DC变换器混沌现象的仿真研究

以工作在电感电流连续模式下的PWM型降压式DC DC变换器为研究对象,对其在不同电路参数下的工作行为及其输出特性进行了深入研究。以滤波电容作为变化参数,通过分叉图上的一系列倍周期分叉及u i相空间图上的一系列周期轨道,揭示了DC DC变换器由稳态到混沌态的变化规律。从而证明了电路元件参数的变化可导致DC DC变换器出现混沌行为。并在时域和频域上分别对DC DC变换器从稳态到混沌态的输出电压特性进行了分析,总结了变换器的输出谐波电压从周期1至混沌态在频域上的变化规律,为今后DC DC变换器的优化设计提供了理论依据。     

含功率扰动的3节点电力系统7阶模型混沌振荡分析

混沌振荡时电力系统的固有现象对整个互联电网具有极大危害. 基于3节点电力系统推导其7阶数学模型,利用分岔图、相图分析了3节点电力系统的动力学特性,研究了系统参数变化对系统运行状态的影响. 随后,引入电磁功率和负载功率扰动项,使得系统模型更接近实际情况,研究系统在扰动幅值和扰动频率影响下的动力学行为变化过程,并分别给出了对应的分岔图和特定参数下的系统相图. 实验表明,当扰动项的幅值与频率处于特定范围内时,系统能够从混沌运动状态切换至周期运动状态.     

Firing properties and synchronization rate in fractional-order Hindmarsh-Rose model neurons

We find that the fractional-order Hindmarsh-Rose model neuron demonstrates various types of firing behavior as a function of the fractional order in this study.There exists a clear difference in the bifurcation diagram between the fractional-order Hindmarsh-Rose model and the corresponding integer-order model even though the neuron undergoes a Hopf bifurcation to oscillation and then starts a period-doubling cascade to chaos with the decrease of the externally applied current.Interestingly,the discharge frequency of the fractional-order Hindmarsh-Rose model neuron is greater than that of the integer-order counterpart irrespective of whether the neuron exhibits periodic or chaotic firing.Then we demonstrate that the firing behavior of the fractional-order Hindmarsh-Rose model neuron has a higher complexity than that of the integer-order counterpart.Also,the synchronization phenomenon is investigated in the network of two electrically coupled fractional-order model neurons.We show that the synchronization rate increases as the fractional order decreases.