判定广义Birkhoff系统稳定性的三重组合梯度方法

研究判定广义Birkhoff系统稳定性的三重组合梯度方法．首先，给出4类三重组合梯度系统的定义和微分方程；其次，得到广义Birkhoff系统成为三重组合梯度系统的条件，从而将广义Birkhoff系统化成三重组合梯度系统；最后，利用组合梯度系统的性质来研究系统的稳定性，举例说明结果的应用．     

广义Birkhoff系统稳定性对双参数的依赖关系

研究双参数对广义Birkhoff系统稳定性的影响.分别给出广义Birkhoff系统和梯度系统的微分方程,得到广义Birkhoff系统转化成梯度系统的条件.在该条件下把广义Birkhoff系统化成梯度系统,利用梯度系统的性质研究了广义Birkhoff系统的稳定性随双参数变化关系.结果表明,随双参数变化广义Birkhoff系统的平衡稳定性可能是稳定的,或渐进稳定的,也可能是不稳定的,在参数平面上划出稳定性区域和不稳定区域.举例说明结果的应用.     

Nielsen方程的广义梯度表示及其稳定性分析

研究Nielsen方程的广义梯度表示以及方程零解稳定性．首先给出4类广义梯度系统及其性质．其次,给出完整系统和非完整系统的Nielsen方程转化成广义梯度系统的条件;将两类Nielsen方程分别化为广义梯度系统并研究方程的零解稳定性．最后,举例验证结果的应用并通过数值模拟验证结论的准确性．     

用具有负定非对称矩阵的梯度系统构造稳定的广义Birkhoff系统1）

Birkhoff系统是一类比Hamilton系统更广泛的约束力学系统,可在原子与分子物理,强子物理中找到应用.非定常约束力学系统的稳定性研究是重要而又困难的课题,用构造Lyapunov函数的直接方法来研究稳定性问题有很大难度,其中如何构造Lyapunov函数是永远的开放问题.本文给出一种间接方法,即梯度系统方法.提出一类梯度系统,其矩阵是负定非对称的,这类梯度系统的解可以是稳定的或渐近稳定的.梯度系统特别适合用Lyapunov函数来研究,其中的函数V通常取为Lyapunov函数.列出广义Birkhoff系统的运动方程,广义Birkhoff系统是一类广泛约束力学系统.当其中的附加项取为零时,它成为Birkhoff系统,完整约束系统和非完整约束系统都可纳入该系统.给出广义Birkhoff系统的解可以是稳定的或渐近稳定的条件,进一步利用矩阵为负定非对称的梯度系统构造出一些解为稳定或渐近稳定的广义Birkhoff系统.该方法也适合其他约束力学系统.最后用算例说明结果的应用.     

切塔耶夫型非完整系统的广义梯度表示

非定常非完整力学系统的稳定性研究是重要而又困难的问题,直接从微分方程出发来构造李雅普诺夫函数往往很难实现.本文给出了一种间接方法.提出了10类广义梯度系统的定义,并分别给出了10类广义梯度系统的微分方程.进一步研究一般切塔耶夫型非完整系统的广义梯度表示,给出该系统分别成为这10类广义梯度系统的条件,从而将切塔耶夫型非完整系统化成各类广义梯度系统.最后利用广义梯度系统的性质来研究切塔耶夫型非完整系统零解的稳定性.这种方法在直接构造李雅普诺夫函数发生困难时,显得更为有效.举例说明结果的应用.     

用具有负定非对称矩阵的梯度系统构造稳定的广义Birkhoff系统

Birkhoff系统是一类比Hamilton系统更广泛的约束力学系统,可在原子与分子物理,强子物理中找到应用.非定常约束力学系统的稳定性研究是重要而又困难的课题,用构造Lyapunov函数的直接方法来研究稳定性问题有很大难度,其中如何构造Lyapunov函数是永远的开放问题.本文给出一种间接方法,即梯度系统方法.提出一类梯度系统,其矩阵是负定非对称的,这类梯度系统的解可以是稳定的或渐近稳定的.梯度系统特别适合用Lyapunov函数来研究,其中的函数V通常取为Lyapunov函数.列出广义Birkhoff系统的运动方程,广义Birkhoff系统是一类广泛约束力学系统.当其中的附加项取为零时,它成为Birkhoff系统,完整约束系统和非完整约束系统都可纳入该系统.给出广义Birkhoff系统的解可以是稳定的或渐近稳定的条件,进一步利用矩阵为负定非对称的梯度系统构造出一些解为稳定或渐近稳定的广义Birkhoff系统.该方法也适合其他约束力学系统.最后用算例说明结果的应用.     

定常Chetaev型非完整系统的组合梯度表示

提出了6类组合梯度系统的定义,分别给出了这6类组合梯度系统的微分方程,并进一步研究了定常Chetaev型非完整系统的组合梯度表示.得到非完整系统的相应完整系统成为组合梯度系统的条件,从而将定常Chetaev型非完整系统化成各类组合梯度系统.最后利用组合梯度系统的性质来研究系统的稳定性.举例说明结果应用.     

Birkhoff系统的广义正则变换及其基本形式

动力学方程的积分问题是分析力学研究的一个重要方面．由于求解一般的动力学方程往往会遇到很大困难，因此可利用变量变换，使方程变得容易求解．文章研究Birkhoff系统的广义正则变换．首先，建立Birkhoff系统的广义正则变换的充分必要条件；其次，基于该条件，给出Birkhoff系统的广义正则变换的六种基本形式，导出每一种情况下新旧变量之间的变换关系．作为特例，文中给出Hamilton方程的正则变换．文末，给出算例以说明结果的应用．     

关于线性动力系统可化为线性自治Birkhoff动力系统的条件

本文研究一般性自治动力系统何时转化为线性自治Birkhoff动力系统的问题，给出线性自治Birkhoff动力系统与线性自治Hamilton动力系统等价性的定理，并推导出2n维线性动力系统转化为线性自治Birkhoff动力系统条件；通过运用若当块对转化条件进行分析，分情况给出Birkhoff张量非退化的条件。     

二阶自治Birkhoff系统的平衡点分岔

研究二阶自治Birkhoff系统的奇点、闭轨和极限环,以及与其相关的稳定性问题。给出奇点判据和闭轨判据。应用这些判据讨论了二阶自治Birkhoff系统的平衡点分岔。     

Skew-gradient representations of constrained mechanical systems

The characteristics of stationary and non-stationary skew-gradient systems are studied. The skew-gradient representations of holonomic systems, Birkhoffian systems, generalized Birkhoffian systems, and generalized Hamiltonian systems are given. The characteristics of skew-gradient systems are used to study integration and stability of the solution of constrained mechanical systems. Examples are given to illustrate applications of the result.     

Birkhoff 系统稳定性的动力学控制

本文研究 Birkhoff 系统和广义 Birkhoff 系统平衡稳定性的动力学控制. 首先建立系统的运动方程和平衡方程. 其次,研究 Birkhoff 系统中控制参数出现在 Birkhoff 函数中平衡稳 定性的动力学控制. 方法是通过选取控制参数使得 Birkhoff 函数 $B$ 成为定号函数,而其时间导数 $\dot {B}$ 为与 $B$ 反号的常号函数. 再次,研究广义 Birkhoff 系统平衡稳定性的动力学控制,通过选取 Birkhoff 函数或附加项中包含控制参数的方法,使得 Birkhoff 函数是定号函数,而其时间导数为反号的常号函数,从而控制系统的平衡稳定性. 最后举例说明结果的应用.      

DYNAMICAL CONTROL OF STABILITY FOR BIRKHOFFIAN SYSTEM$^{\bf 1)}$

本文研究 Birkhoff 系统和广义 Birkhoff 系统平衡稳定性的动力学控制. 首先建立系统的运动方程和平衡方程. 其次,研究 Birkhoff 系统中控制参数出现在 Birkhoff 函数中平衡稳 定性的动力学控制. 方法是通过选取控制参数使得 Birkhoff 函数 $B$ 成为定号函数,而其时间导数 $\dot {B}$ 为与 $B$ 反号的常号函数. 再次,研究广义 Birkhoff 系统平衡稳定性的动力学控制,通过选取 Birkhoff 函数或附加项中包含控制参数的方法,使得 Birkhoff 函数是定号函数,而其时间导数为反号的常号函数,从而控制系统的平衡稳定性. 最后举例说明结果的应用.     

Generalized canonical transformation for second-order Birkhoffian systems on time scales

The theory of time scales, which unifies continuous and discrete analysis, provides a powerful mathematical tool for the study of complex dynamic systems. It enables us to understand more clearly the essential problems of continuous systems and discrete systems as well as other complex systems. In this paper, the theory of generalized canonical transformation for second-order Birkhoffian systems on time scales is proposed and studied, which extends the canonical transformation theory of Hamilton canonical equations. First, the condition of generalized canonical transformation for the second-order Birkhoffian system on time scales is established.Second, based on this condition, six basic forms of generalized canonical transformation for the second-order Birkhoffian system on time scales are given. Also, the relationships between new variables and old variables for each of these cases are derived. In the end, an example is given to show the application of the results.     

Conserved quantities and adiabatic invariants for fractional generalized Birkhoffian systems

Based on Riemann-Liouville fractional derivatives, conserved quantities and adiabatic invariants for fractional generalized Birkhoffian systems are investigated. Firstly, fractional generalized Birkhoff equations are obtained by studying fractional generalized Pfaff-Birkhoff principle. Secondly, the definition of fractional generalized quasi-symmetry is given, the criteria of fractional generalized quasi-symmetry and the corresponding conserved quantity are achieved for fractional generalized Birkhoffian systems. Thirdly, perturbation to symmetry and adiabatic invariants for disturbed fractional generalized Birkhoffian systems are presented. Finally, an example is given to illustrate the results.     

The method of variation on parameters for integration of a generalized Birkhoffian system

This paper focuses on studying the integration method of a generalized Birkhoffian system.The method of variation on parameters for the dynamical equations of a generalized Birkhoffian system is presented.The procedure for solving the problem can be divided into two steps:the first step,a system of auxiliary equations is constructed and its general solution is given;the second step,the parameters are varied,and the solution of the problem is obtained by using the properties of generalized canonical transformation.The method of variation on parameters for the generalized Birkhoffian system is of universal significance,and we take a nonholonomic system and a nonconservative system as examples to illustrate the application of the results of this paper.