压缩映射-参数微扰控制混沌

提出一个压缩映射-参数微扰控制混沌动力特性的新方法，通过对系统可调参数的瞬态小干扰反馈，将非线性动力系统中出现的混沌运动，引导到嵌入在混沌吸引子内无数不稳定周期轨中预期的一个轨，并使之稳定。本方法用于控制非线性转子系统和Duffing振子系统的混沌运动、数值结果表明该方法有效。     

用胞胞映射计算被动行走模型不动点的吸引盆

该文将胞胞映射应用于平面圆弧足直腿和有膝盖的被动行走模型研究。将周期胞作为初值,可以消除迭代方法确定不动点时初值选取的随机性,能方便地找到模型的周期步态。通过胞胞映射获得了大于点状足最简模型的吸引盆。从吸引盆可以发现,从远离不动点的初始位置出发也可以收敛到极限环上。在此基础上还研究了不同物理参数对吸引盆大小的影响,总结了直腿模型可获得较大吸引盆的参数组合。     

几类平面映射的动力学性质

Chiriko-taylor映射和弹跳球Hopf不变闭曲线的存在条件和Taylor映射和弹跳球映射的关系及其浑沌性质。由动力系统相关的差分方程论述差分系统的解与动力系统的解的等价及二维映射的定义和相关性质。     

一类转子碰摩映射的分叉分析

描述了碰摩转子系统一般运动情形下全局Po incaré映射的建立方法,建立了转子全局碰摩运动这种特殊碰摩运动的Po incaré映射解析形式,通过分析该映射,确定了碰摩运动周期解的存在条件以及分叉点的值;然后采用迭代方法分析了转子碰摩的Po incaré映射不变集随主要参数变化的分叉情形,并与原非光滑碰摩转子系统的数值结果进行了对比,得到了比较一致的结论。     

两自由度碰撞振动系统的Poincaré映射的对称性及分岔

建立了具有双面碰撞约束的两自由度碰撞振动系统的力学模型,得到了系统的对称周期n-2运动.推导了Poincare映射的对称性,并把映射不动点的分岔理论运用到该模型.对称周期运动对应于Poincare映射的对称不动点.分析表明,Poincare映射的对称性抑制了对称周期n-2运动的周期倍化分岔,Hopf-flip以及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Neimark-Sack-er分岔和音叉分岔.当Poincare映射的雅可比矩阵有一个实特征值从 1处穿越单位圆时,一条稳定的对称的周期轨道失稳,并通过音叉分岔生成另外两条稳定的反对称的周期轨道.     

两自由度碰撞振动系统的Poincaré映射的对称性及分岔

建立了具有双面碰撞约束的两自由度碰撞振动系统的力学模型,得到了系统的对称周期n-2运动。推导了Poincaré映射的对称性,并把映射不动点的分岔理论运用到该模型。对称周期运动对应于Poincaré映射的对称不动点。分析表明,Poincar＋映射的对称性抑制了对称周期n-2运动的周期倍化分岔,Hopf—flip以及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Neimark-Sacker分岔和音叉分岔。当Poincaré映射的雅可比矩阵有一个实特征值从＋1处穿越单位圆时,一条稳定的对称的周期轨道失稳,并通过音叉分岔生成另外两条稳定的反对称的周期轨道。     

动力系统的胞化积分轨迹法

本文提出了一种非线性动力系统全局分析的数值方法——胞化积分轨迹法。本方法将积分轨迹上的点与胞化坐标系下的胞有机地结合起来,有较好的分析精度和效率。在处理吸引域边界很复杂的多吸引子共存问题上,避免了各种胞映射法产生的吸引子遗漏现象。此外,本方法有效地避免了各种胞映射法由于选定区域选择不当而使计算失效的缺陷。     

高维映射的Hopf分叉分析及其在冲击振动系统中的应用

应用中心流形范式方法研究了高维映射方程在非共振和弱共振情况下的 Ｈｏｐｆ 分叉问题,计算了中心流形,给出了映射的降维过程和简化方程,将 Ｒ２ 映射的 Ｈｏｐｆ分叉理论推广到了高维映射。应用该方法分析了一类两自由度冲击振动系统周期运动 Ｈｏｐｆ 分叉的存在性,并用数值方法得到了该冲击系统的拟周期响应及其向混沌的演化过程     

含间隙多约束碰撞振动系统稳定性分析

针对一类单自由度含间隙多约束碰撞振动系统,通过在碰撞面处建立系统的Poincaré 映射,推导系统的Jacobi 矩阵,将连续动力系统转换为离散动力系统,并利用Gram-Schmidt 正交化和范式归一化计算得到系统的Lyapunov 指数谱。通过数值模拟,计算系统混沌吸引子与周期吸引子的收敛序列,结合系统相图、单参分岔图及Lyapunov 指数 谱,分析系统周期运动稳定性及各类分岔现象,通过控制系统参数双向变化发现相邻周期运动间存在的周期共存现 象,验证该计算方法的有效性和正确性,研究成果可为后续针对该系统的混沌判断及混沌控制提供理论依据。     

单自由度含对称约束碰振系统周期运动的转迁规律分析

利用数值仿真方法,分析了单自由度含对称弹性约束碰撞振动系统在(ω,b)参数平面内周期运动的分布及转迁规律。根据周期运动的边界条件和衔接条件理论推导得到了系统n-1-1_S周期运动存在的条件。数值仿真得到了系统在(ω,b)参数平面内的周期运动分布图,并根据各周期运动转迁的特点将参数平面划分为两个参数域,进而结合胞映射方法对各参数域内周期运动的转迁规律、周期吸引子及其吸引域的分布进行了分析;总结了各参数域内周期运动之间的相互转迁规律。     

映射动力系统一维流形并行计算方法

为了寻找一种映射系统流形计算的快速算法,提出了一种计算映射动力系统双曲不动点一维流形的并行快速算法。该算法首先以区域迭代的方法为基础,对局部流形进行分割,然后运用了曲率约束和距离控制条件进行插值运算,在单个区间上独立计算映射值,独立检查精度,真正实现计算的并行化控制流形的增长;其次从理论上证明了流形并行计算的可能性,并给出了并行计算的实现方法;最后的实验数据和仿真结果表明：该方法既保证了计算的速度又提高了计算的精度。     

随机敏感度函数法在非自治非线性系统中的应用

研究非自治微分动力系统周期吸引子受弱高斯白噪声扰动后的分布特性。基于频闪映射将微分动力系统离散为映射,通过求解映射系统周期吸引子的随机敏感度函数,构造置信椭圆来刻画随机吸引子的分布情况,从而避免了求解矩阵微分方程的边值问题,只需求解矩阵代数方程即可。研究了Duffing方程随机周期吸引子的分布情况,结果表明置信椭圆与Monte-Carlo模拟取得了很好的一致。最后对Duffing方程的噪声诱导混沌现象进行了定性研究,证明了通过随机敏感度函数可以揭示这类现象的机理。     

一个新的混沌映射及其算法实现

给出了一个新的混沌映射-网状映射的解析表达式及其图形,将其同传统的Logistic映射以及Mandness曲线、神经网络所产生的吸引子的图形进行了比较,从图形学的角度对其形态进行了分析。给出了由该网状混沌所派生出米的一些例子。本义的工作对利用分形进行动植物模拟以及分形艺术的创造有重要的参考意义和应用价值,对混沌动力系统的研究也提供了一种新的途径。     

冲击振动成型机周期运动的Hopf-flip余维二分岔与混沌

基于冲击映射方法和数值仿真分析了一类冲击振动成型机单冲击周期运动的稳定性与Hopf-flip分岔。应用映射的中心流形-范式方法将冲击振动成型机的冲击映射降阶为三维映射,分析了相关范式映射的局部分岔特性及参数开折。通过定性分析与数值仿真研究了冲击振动成型机在Hopf-flip余维二分岔条件下的动力学行为,讨论了Hopf-flip分岔点附近周期冲击运动不动点类型的转迁及其向混沌运动的演化过程。     

基于映射理论的曲面雕塑技术

本文描述了一种建立在映射基础上的曲面雕塑技术，给出了相应的理论推导和实验图形。任意曲面的雕塑造型一直是图形学中的一个难，久，这里提出的映射方法易于实现，且保持曲面原有的几何属性及其数学上的严密性，这种数据场的映射造型技术可以实现许多复杂的形体造型，如古董、艺术、人体模型等等，更重要的是通过这种数据场变化对形体的作用及其运动过程的控制或显示起到很好的效果。     

小型振动冲击式打桩机的周期运动和分岔

用三维映射表示小型振动冲击式打桩机的动力学方程。借助理论分析与数值方法研究了小型振动冲击式打桩机周期n单冲击运动的存在性与稳定性,描述了周期n单冲击运动的特点,讨论了激振器与桩体擦边接触引起的Poincaré映射奇异性对小型振动冲击式打桩机周期运动与分岔的影响。通过数值仿真分析了两类周期n单冲击运动的转迁及混沌运动的形成过程。     

硬刚度特性非线性隔振系统分叉的数值研究

倍周期分叉是通向混沌的主要道路之一，而现有的分析方法对进行硬刚度特性非线性振动系统的分叉分析存在着诸多局限，因此，应用数值方法研究其分叉具有重要意义。本文通过Poincare映射方法得出硬刚度特性非线性隔振系统的全局分叉图，然后通过胞映射方法分析其静态和动态分叉。     

含碰撞和摩擦振动系统黏滞-黏着运动转迁机理研究EI北大核心CSCD

针对一类含碰撞和摩擦的单自由度振动系统,通过分析相空间内自由滑动、碰撞、黏着和黏滞四种不同性质运动的发生条件,结合四种不同的Poincaré映射截面对其周期运动进行辨识,研究参数域内系统周期运动分布规律。采用参数延续算法和胞映射算法,并结合系统稳定性判定条件,揭示了系统周期黏滞-黏着运动分布及转迁规律。研究结果表明:周期黏滞-黏着运动主要集中在低频小间隙区,系统向着周期黏滞-黏着运动转迁过程中,在擦边分岔(grazing bifurcation,GR)诱导下碰撞次数增加,碰撞速度逐渐减小,同时周期运动的周期带逐渐变窄;相邻周期运动转迁过程中主要受到GR、鞍结分岔(saddle node bifurcation,SN)和滑移分岔(sliding bifurcation,SL)的诱导,由于转迁相互不可逆性,形成GR-SN和(GR-SL)-SN等不同形式的多态共存区。系统间隙和恢复系数减小,黏滞-黏着运动频带变宽,起始点向高频方向延伸。     

多自由度含间隙振动系统周期运动的Hopf-pitchfork余维二分岔

建立了多自由度含间隙振动系统对称型周期碰撞运动及Poincaré映射的解析表达式,讨论了该映射不动点的稳定性与局部分岔。应用映射的中心流形和范式方法,研究了映射在Hopf-pitchfork余维二分岔点附近的参数开折,揭示了含间隙振动系统在余维二分岔点附近的动力学行为。在该类余维二分岔点附近,不仅存在对称型周期碰撞运动、Hopf分岔和叉式分岔,还存在非对称型周期碰撞运动及其Hopf分岔。通过数值仿真研究了余维二分岔点附近含间隙振动系统对称型周期碰撞运动经叉式分岔和Hopf分岔向混沌的转迁过程。     

PMUCR方法对浮筏系统的全局分析与应用

通过胞参考点映射法(PMUCR),进行对称激励条件下高维浮筏隔振系统的全局分析,并对该方法在高维非线性系统中的运用进行讨论。PMUCR方法在使用过程中需要兼顾计算时长、系统特性保持标准和限制映射步数之间的关系,通过改良计算过程中的判断准则,提高计算效率和精度。经计算表明,非线性的浮筏系统具有较为复杂的周期现象,典型的P-1和P-2周期运动分布于相空间中选定的研究区域内,应对多周期现象予以考虑,同时刚性和柔性筏架条件下的系统的动力学特性存在差异。最后通过打靶法对周期运动的稳定性进行判断。