分数阶时滞传染病模型的传播动力学

本文研究了一个具有时滞的分数阶SEIR传染病模型,并且着重研究了时滞的引入对模型的动力学行为的影响.首先,建立了分数阶SEIR传染病模型并给出了无时滞情况下地方病平衡点稳定的充分条件,以此来确保时滞的引入具有实际意义.其次,结合分岔理论求得了Hopf分岔发生的条件以及分岔阈值的表达式.研究发现,系统的动力学行为依赖于分...     

分数阶计算机病毒模型的稳定性与分岔分析

随着有线和无线通信网络的普及,计算机病毒已经成为当代信息社会的一大威胁,单纯依靠杀毒软件已经无法彻底清除病毒,而通过对其在互联网上的传播机制的分析,以及对其模型的研究,可以找到有效的防范计算机病毒的对策。因此,基于非线性动力学与分数阶系统理论,建立了一类具有饱和发生率的分数阶时滞SIQR计算机病毒模型。计算出模型的平衡点,并通过分析相应的特征方程研究了时滞对平衡点稳定性的影响。选择时滞作为分岔参数,得到了发生Hopf分岔的时滞临界值。研究发现,系统的动力学行为依赖于分岔的临界值,同时给出了系统局部稳定和产生Hopf分岔的条件。在此基础上,研究了分数阶阶次的变化对分岔阈值的影响。最后,通过数值模拟验证了理论分析的正确性。     

基于分岔理论的永磁同步电机有限时间混沌控制

永磁同步电机运行系统具有不稳定的分岔特性,随着系统参数的变化,系统会在平衡点处发生分岔行为.首先,基于分岔理论构建了永磁同步电机的混沌模型.其次,通过研究系统的分岔参数,分析了系统在平衡点处的分岔特性,发现系统在零平衡点处会产生静态分岔并出现新的平衡点,随着参数的继续变化,系统在新的平衡点处发生连续的Hopf分岔,而连...     

一类具有时滞和非线性发生率的SIRS传染病模型稳定性与Hopf分岔分析

研究了一类具有时滞及非线性特性发生率的SIRS传染病模型,首先利用特征值理论分析了无病平衡点和地方病平衡点的局部稳定性;并以时滞τ作为分岔参数,分析了模型的Hopf分岔行为,运用中心流形定理和规范型理论给出了分岔方向及分岔周期解稳定性的计算公式;最后,数值模拟验证了理论分析结果.     

分数阶随机Duffing系统的Hopf分岔

运用正交多项式逼近原理，研究了分数阶随机Duffing系统在零平衡点的Hopf分岔．首先，运用Laguerre正交多项式逼近法将含有随机参数的分数阶Duffing系统转化为等价的确定性系统，然后通过数值计算求得其响应．最后，利用两个引理求得等价系统发生Hopf分岔行为的临界值，并通过数值模拟验证了理论分析结果．     

受控旋转弹飞行动力学建模和稳定性分析

选取带有控制系统的旋转弹为研究对象,考虑到控制环节不可避免的时滞及气动非线性效应,从理论上进一步完善了旋转弹动力学模型.从模型的特征方程出发,以时滞、控制增益为分岔参数,对系统的零平衡点稳定性进行了分析,得到平衡点失稳后发生Hopf分岔的临界参数值,并在理论预测的情况下数值模拟了攻角和侧滑角在不同情况下的失稳情况以及Hopf分岔周期解振幅随分岔参数的变化情况.数值结果表明了理论预测的正确性,时滞虽未改变旋转弹锥形运动方式,但是却大幅度的减小了稳定飞行控制增益的取值范围,因此在旋转弹姿态稳定性系统设计过程中时滞的影响不可忽略.     

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....     

时滞和扩散驱动下信息物理融合系统恶意病毒传播动力学

本文提出了信息物理融合系统(CPS)中具有反应扩散效应的时滞恶意病毒传播模型, 研究了恶意病毒传播 的空间格局动态演化机制, 为恶意病毒在信息物理融合系统中预测和控制提供了战略指导. 给出了模型的基本再 生产数, 并分析了空间中无病毒平衡点和地方病毒平衡点的存在性. 在无时滞条件下建立了扩散引发的图灵不稳 定条件; 在有时滞条件下得到了时滞依赖的稳定性条件和Hopf分岔判据. 最后, 通过数值仿真验证了理论分析的正 确性.     

时滞下忆阻突触耦合Hopfield神经网络的动力学行为分析

本文利用忆阻突触来模拟两个相邻神经元之间膜电位差引起的电磁感应电流,构造了一种时滞下四维忆阻Hopfield神经网络模型.同时研究了此系统的零平衡点稳定性以及失稳时发生Hopf分岔的条件,并分析了不同时滞以及加入固定时滞后不同忆阻耦合强度下系统动力学行为发生的变化.通过数值模拟揭示了丰富的动力学现象,如极限环、混沌吸引子等.     

细胞钙振荡模型的Hopf分岔与计算机仿真

利用中心流形定理和分岔理论,研究了Borghans-Dupont模型平衡点分岔现象,揭示了钙振荡现象发生机理。通过对系统分岔现象的理论分析,不仅证明了Hopf分岔的存在,而且也说明了振荡现象产生和消失的主要原因来源于两个分别为超临界和亚临界的Hopf分岔。利用计算机仿真,绘制了系统平衡点分岔图、相图与时序图,验证了理论分析的正确性。     

具有时滞-扩散作用的无线传感网络病毒传播模型的振荡动力学研究

研究了具有时滞扩散作用的无线传感网络病毒传播模型的振荡动力学行为。首先,在现有实验证据的基础上,通过引入时滞和扩散作用,建立了一个新的时滞偏微分方程模型,该模型能够很好地刻画无线传感网络病毒传播的现实结构。其次,将潜伏时滞作为分岔参数,通过分析正平衡点的线性化特征方程,推导出此正稳态解的稳定性以及Hopf分岔存在的充分条件。研究结果表明在潜伏时滞和扩散的共同作用下,该时滞扩散模型表现出空间均匀与空间非均匀的振荡形态,揭示了时滞和扩散作用对无线传感网络安全是有害的。最后,给出了数值模拟来验证所给理论结果的有效性。     

多时滞SI模型的稳定性和Hopf分支

建立并分析了一个带有多时滞的捕食者和食饵都染病的SI模型,用特征根的方法求得了它的非负平衡点。通过分析得到当易感食饵的感染率小于某一阈值时,染病食饵和捕食者将最终灭绝。当易感食饵的感染率大于某一阈值且易感捕食者的转化系数小于某一阈值时,捕食者将最终灭绝。边界平衡点是局部渐近稳定的,随着食饵时滞的增加该平衡点由稳定变为不稳定,系统在该平衡点附近发生Hopf分支。捕食者的时滞对该平衡点的稳定性不产生影响。     

规范形Qi系统的Hopf分岔分析及控制

文章研究了一个Qi系统的Hopf分岔控制问题.根据计算的极限环曲率系数,判定原系统的Hopf分岔类型,并采用washout滤波器控制该系统的分岔行为.首先讨论了控制器的线性增益对Hopf分岔点位置的影响,然后引入规范形计算方法,求出受控系统的Hopf分岔规范形.分析了规范形中系数对控制参数的选择原则所产生之影响,以及对Hopf分岔类型及极限环幅值的影响.理论和仿真结果表明,控制器的线性增益能使原系统的Hopf分岔点延迟或消失,而非线性增益能则改变极限环的稳定性和极限环幅值的大小.最后把washout滤波器和线性控制器的控制效果作了对比,发现washout滤波器比之线性控制器具有一定的优势.     

Rossler系统的fold-Hopf分岔分析

通过理论分析和数值仿真对混沌Rossler系统的余维二fold—Hopf分岔进行研究．先求得系统的平衡点,通过坐标变换,把系统的平衡点平移列原点．对经过坐标平移后所得新系统的Jacobi矩阵进行分析,给出系统发生余维二fold—Hopf分岔的参数条件．经验证,在所选取的参数条件下Rossler系统满足发生余维二fold—Hopf分岔的非退化条件和横截条件．因此,借助一个复变量,即可将原系统化到规范型形式,并得到相应的分岔图．选取符合理论推导的参数条件,数值仿真证实Rossler系统的确发生fold—Hopf分岔,从而验证了理论推导的正确性．     

双时滞HollingIII-Leslie型捕食-食饵系统的Hopf分支

研究了一类双时滞Holling-III型功能性反应且具有Leslie形式的捕食者数量反应的捕食-食饵种群模型,通过分析系统对应的特征方程,得出了各种情形下的正平衡点局部稳定性及Hopf分支存在性的充分条件,并给出了一个数值实例。     

具免疫时滞的HBV传染病模型的稳定性和Hopf分支

考虑了溶解性和非溶解性机制下的一类具有免疫时滞的HBV感染动力学模型。分析了无感染平衡点及感染无免疫平衡点的全局稳定性,讨论了感染免疫平衡点的局部稳定性和Hopf分支的存在条件。数值模拟结果表明：当易感细胞生成率的取值使得基本再生数满足平衡存在条件且低于某一临界值时,时滞对平衡点的稳定性没有影响;当大于该临界值时,随着时滞增大,平衡点不稳定,出现一系列Hopf分支,最终表现为周期波动模式。     

具有时滞和饱和接触率的SIRS模型的Hopf分支

应用微分方程分支理论,研究了具有时滞和饱和接触率的SIRS模型,以时滞[τ]为分支参数,运用Hopf分支理论,得到当时滞[τ]充分小时正平衡点是局部渐近稳定的,当[τ]经过一系列临界值时模型出现Hopf分支。用Matlab软件进行数值仿真验证了结论的正确性。     

一个新类Lorenz混沌系统的动力学分析及电路仿真

提出了一个新的三维自治类Lorenz系统.理论分析了该系统的动力学特性,并通过数值计算分析了系统在平衡点处的稳定性,以及产生Hopf分岔的条件.通过计算系统的时间序列的Lyapunov指数谱、Lya-punov维数、分岔图、Poincar啨截面图等研究了系统的动力学特性.最后对该系统的一个混沌吸引子进行了实际电路的设计与仿真模拟.     

Wright分数阶时滞微分方程的离散化过程

引进了一种离散化方法对分数阶时滞微分方程进行离散化求解。首先考察Wright分数阶时滞微分方程;其次分析相应具有分段常数变元的Wright分数阶时滞微分方程,并应用离散化过程对模型进行数值求解;然后根据不动点理论讨论该合成动力系统不动点的稳定性;最后借助MATLAB对模型进行数值仿真,并结合Lyapunov指数、相图、时间序列图、分岔图探讨模型更多复杂的动力学现象。结果显示,提出方法成功对Wright分数阶时滞微分方程进行离散。     

具有修正的Lelie-Gower项Holling-III类时滞捕食系统的Hopf分支

研究了一类具有修正的Leslie-Gower项与Holling-III类功能性反应函数的时滞捕食系统. 以时滞为分支参数, 讨论系统正平衡点的局部稳定性, 给出系统产生Hopf分支的时滞关键值. 进一步, 确定系统Hopf分支的方向与分支周期解稳定性, 并对系统全局分支周期解的存在性进行讨论. 最后, 利用仿真实例验证理论分析结果的正确性.