多维磁浮柔性转子控制系统分岔与控制器设计

讨论了多维悬浮柔性转子控制系统局部及全局分岔问题,首先建立了该复杂系统动力学模型,应用中心流形和求规范形综合方法,得到此系统非半简双零特征值问题的规范形及其普适开折,并进一步讨论了此控制系统的分岔 行为（余维二分岔）及稳定性;给出了为实现稳定控制,控制器参数、转子系统结构参数的相互关系及稳定控制域,即给出分岔 参数条件、分岔曲线、转迁集,最后,给出此柔性转子控制系统的数值仿真结果。     

一类时变分岔问题与Duffing—Van der Pol振子

用量级平衡方法分析一类时变分岔问题,得出正反两个方向的分岔转迁滞后且具有对称性,将Duffing-Van derPol振子的相图是一动态滞后环。     

轴向周期激励下圆柱形壳动力学高余维分岔、普适开折问题

本文讨论两端受到谐波激励的粘弹性圆柱形壳的非线性动力学行为，利用奇异性理论，研究[1]中分岔方程的普适开折问题，严格证明了它是一个高余维分岔问题。余维数为5（含有一个模分岔参数），给出了它的所有可能的普适开折形式。在分岔参数满足某些条件时得到该分岔问题的转迁集及分岔图，本文结果包含了[1]中相应结果，展示了一些新的动力学行为。     

黏弹性圆柱形壳动力学高余维分岔、普适开折问题

讨论两端受到谐波激励的黏弹性圆柱形壳的非线性动力学行为,利用奇异性理论,研究了分岔方程的普适开折问题,严格证明了它是一个高余维分岔问题。余维数为5（含有一个模参数）,给出了它的所有可能的普适开折形式。在分岔参数满足某些条件时得到该分岔问题的转迁集及分岔图,展示了一些新的动力学行为,改进和完善了奇异性分析方法。     

一类非线性磁流变系统局部分岔特性研究

讨论了一类基于磁流变阻尼器非线性系统的局部分岔与控制问题，建立了该系统的动力 学模型，运用中心流形定理和范式理论，得到该系统双零特征值问题的规范形及其普适开折， 进而探讨了此系统的分岔行为和稳定性；给出了分岔曲线、转迁集；并给出了此类非线性系 统的数值仿真结果.     

齿轮传动系统共存吸引子的不连续分岔

大量的多吸引子共存是引起齿轮传动系统具有丰富动力学行为的一个重要因素.多吸引子共存时,运动工况的变化以及不可避免的扰动都可能导致齿轮传动系统在不同运动行为之间跳跃变换,对整个机器产生不良的影响.目前,一些隐藏的吸引子没有被发现,共存吸引子的分岔演化规律没有被完全揭示.考虑单自由度直齿圆柱齿轮传动系统,构建由局部映射复合的Poincaré映射,给出Jacobi矩阵特征值计算的半解析法.应用数值仿真、延拓打靶法和Floquet特征乘子求解共存吸引子的稳定性与分岔,应用胞映射法计算共存吸引子的吸引域,讨论啮合频率、阻尼比和时变激励幅值对系统动力学的影响,揭示齿轮传动系统倍周期型擦边分岔、亚临界倍周期分岔诱导的鞍结分岔和边界激变等不连续分岔行为.倍周期分岔诱导的鞍结分岔引起相邻周期吸引子相互转迁的跳跃与迟滞,使倍周期分岔呈现亚临界特性.鞍结分岔是共存周期吸引子出现或消失的主要原因.边界激变引起混沌吸引子及其吸引域突然消失,对应周期吸引子的分岔终止.     

一类三维非线性系统的复杂簇发振荡行为及其机理

由多时间尺度耦合效应引起的簇发振荡行为是非线性动力学研究的重要课题之一.本文针对一类参数激励下的三维非线性电机系统(该系统可以描述两种自激同极发电机系统的动力学行为,两种系统在数学上等效),研究了当参数激励频率远小于系统自然频率时的各种复杂簇发振荡行为及其产生机理.通过快慢分析方法, 将参数激励作为慢变参数,得到了非自治系统对应的广义自治系统及快子系统和慢变量,并给出了快子系统的稳定性和分岔条件以及系统关于典型参数的单参数分岔图.借助转换相图与分岔图的叠加, 分析了对称式delayed subHopf/fold cycle簇发振荡的产生机理及其动力学转迁, 即delayed subHopf/fold cycle簇发振荡、焦点/焦点型对称式叉形分岔滞后簇发振荡和焦点/焦点型叉形分岔滞后簇发振荡.研究结果表明, 系统会出现两种不同的分岔滞后形式, 一种是亚临界Hopf分岔滞后,另一种是叉形分岔滞后,而且控制参数显著影响平衡点的稳定性和分岔滞后区间的宽度.同时初始点的选取则会影响系统动力学行为的对称性.本文的研究进一步加深了对由分岔滞后引起的簇发振荡的认识和理解.      

非惯性参考系中弹性薄板的动力学分析：参数激励与强迫激励联 …

本文研究了非惯性参考系中弹性薄板的大范围运动与大变形运动相互耦合时的非共振分岔，在建立了该动力系统运动控制方程的基础上，利用多尺度法得到了参数激励与强迫激励联合作用下辈在惯性参考系中弹性薄板非共振时的分岔响庆方程及其在反动和几何尺寸两个分岔参数影响下的空间分岔集，讨论了该动力系统的稳定性，并给出了它的非共振分岔响应曲线。     

机床动力学中含时滞颤振系统的分岔问题的研究

本文针对机床动力学中一种典型的非线性完全再生颤振模型，分析证明了这种二阶有限时滞微分方程的Ｈｏｐｆ分岔的存在条件，推导出分岔周期解的表达式，并结合工程实例，给出了产生分岔的参数范围。     

磁场中轴向运动条形板强非线性超谐共振及混沌运动

针对磁场环境中周期外载作用下轴向运动导电条形板的非线性振动及混沌运动问题进行研究。应用改进多尺度法对横向磁场中条形板的强非线性振动问题进行求解,得到超谐波共振下系统的分岔响应方程。根据奇异性理论对非线性动力学系统的普适开折进行分析,求得含两个开折参数的转迁集及对应区域的拓扑结构分岔图。通过数值算例,分别得到以磁感应强度、轴向拉力、激励力幅值和激励频率为分岔控制参数的分岔图和最大李雅普诺夫指数图,以及反映不同运动行为区域的动力学响应图形,讨论分岔参数对系统呈现的倍周期和混沌运动的影响。结果表明,可通过相应参数的改变实现对系统复杂动力学行为的控制。     

时变参数系统的非线性动力学研究

本地具有时变参数的非线性系统的摄动方法、分岔与混沌以及安全盆等问题进行综述，并简要介绍一些近期结果。     

冲击渐进振动系统相邻基本振动的转迁规律

冲击振动现象广泛存在于动力机械系统中,使得系统表现出复杂的动力学响应.目前对冲击振动系统的p/1类基本振动的稳定性及分岔研究报道较少,而且已有的对冲击振动系统动力学的研究基本都是基于单参数分岔进行分析的.研究以小型振动冲击式打桩机为工程背景,建立了冲击渐进振动系统的力学模型.分析了激振器和缓冲垫发生碰撞的类型,以及滑块渐进运动的条件.给出了系统可能呈现的四种运动状态的判断条件和运动微分方程.通过二维参数分岔分析得到系统在(ω,l)参数平面内存在的各类周期振动的参数域和分布规律.详细分析了相邻p/1类基本振动的转迁规律.在5/1基本振动的参数域的右边区域,相邻p/1基本振动的参数域临界线上存在一个奇异点X_p,相邻p/1类基本振动的分岔特点以奇异点X_p为临界点.在l小于l_X_p的区域内,相邻p/1基本振动经实擦边分岔和鞍结分岔相互转迁,实擦边分岔线和鞍结分岔线之间存在迟滞域,迟滞域内,系统存在两个周期吸引子共存的现象.在l大于l_X_p的区域内,相邻p/l类基本振动的参数域之间存在一个中间过渡区域.中间过渡区域内,系统呈现(2p+2)/2和(2p+1)/2周期振动等.在5/1基本振动的参数域的左边区域,p/1基本振动经多重滑移分岔产生(P+1)/1基本振动.     

参数激励耦合系统的复杂动力学行为分析

分析了耦合van der Pol振子参数共振条件下的复杂动力学行为．基于平均方程，得到了参数平面上的转迁集，这些转迁集将参数平面划分为不同的区域，在各个不同的区域对应于系统不同的解．随着参数的变化，从平衡点分岔出两类不同的周期解，根据不同的分岔特性，这两类周期解失稳后，将产生概周期解或3—D环面解，它们都会随参数的变化进一步导致混吨．发现在系统的混沌区域中，其混吨吸引子随参数的变化会突然发生变化，分解为两个对称的混吨吸引子．值得注意的是，系统首先是由于2—D环面解破裂产生混吨，该混吨吸引子破裂后演变为新的混吨吸引子，却由倒倍周期分岔走向3—D环面解，也即存在两条通向混沌的道路：倍周期分岔和环面破裂，而这两种道路产生的混吨吸引子在一定参数条件下会相互转换．     

轴向运动导电板磁弹性非线性动力学及分岔特性

研究磁场环境中轴向运动导电薄板磁弹性动力学及分岔特性。考虑几何非线性因素,在给出薄板运动的动能、应变能及外力虚功的基础上,应用哈密顿变分原理,得到磁场中轴向运动薄板的非线性磁弹性振动方程,并给出洛伦兹电磁力的确定形式。针对横向磁场环境中条形板共振特性进行分析,应用多尺度法和奇异性理论,得到稳态运动下的分岔响应方程以及普适开折对应的转迁集。通过算例,分别得到以磁感应强度、轴向运动速度和激励力为分岔控制参数的分岔图、最大李雅普诺夫指数图和庞加莱映射图等计算结果,讨论不同分岔参数对系统呈现的倍周期和混沌运动的影响。结果表明,通过相应参数的改变可实现对系统复杂动力学行为的控制。     

离散神经网络中的分岔,混沌及控制混沌

本文通过数值方法研究了一类离散神经网络中“内依马克－沙克分岔”、混沌及控制混沌问题。在分岔出现后，随着参数的改变发现不变吉Γβ湮来现象。对一类混沌给出其活动区域的。研究了周期比例脉冲方法（ＧＭ方法）控制混沌在离散神经网络中的应用，讨论了其控制混沌的策略与机制，提出一种变幅值冲控制方法，比ＧＭ方法有明显优点。     

一类静态分岔问题

本文分析一种特殊的分岔,讨论了它的NORMAL FORM和普适开折问题．对Z2对称情况,给出了普适开折和相应分岔图．因在开折参数不等于0时,其分岔图分别具有树枝分岔和简单分岔的特征,文中称该分岔点为半树枝／半简单分岔点．对Z2对称性破缺的情况,利用奇异性理论,导出了余维数为5的普适开折的所有4种形式,并结合具体的应用给出了其部分分岔图．     

电磁场下神经元模型中混合簇的分岔机制

Pre-B?tzinger复合体是新生哺乳动物呼吸节律起源的关键部位, 是呼吸节律产生的中枢. 忆阻器的功能类似于神经元突触的可塑性, 可用其模拟磁通量.本文在Butera动力学模型的基础上引入刺激电流和磁通控制忆阻器, 分别研究这两个因素对单个pre-B?tzinger复合体神经元中混合簇放电模式的影响.通过无量纲化的方法对变量进行时间尺度分析, 结果表明, 模型包含3个不同的时间尺度.通过快慢分解和分岔分析研究了神经元混合簇放电产生和转迁的动力学机制.电流和磁通量都可以影响混合簇中胞体簇的个数, 减小电流和磁通量的值, 混合簇中胞体簇的个数也会相应减少, 并使簇的类型由"fold/homoclinic"型簇放电转迁为经由"fold/homoclinic"滞后环的"Hopf/Hopf"型簇放电.双参数分岔分析表明, 随着钙离子浓度的逐渐增加, 全系统轨线在鞍结分岔曲线和同宿轨分岔曲线之间来回跃迁, 是混合簇的产生分岔机制.全系统轨线在鞍结分岔曲线和同宿轨分岔曲线之间跃迁的次数, 与混合簇中胞体簇的个数相对应.      

一类静态分岔问题

本文分析了一种特殊的分岔,讨论了它的ＮＯＲＭＡＬ ＦＯＲＭ和普适开折问题,对Ｚ２对称情况,给出了普适开折和相应分岔图,因在开折参数不等于０时,其分岔图分别具有树枝分岔和简单分岔的特征,文中称该分岔点为半树枝／半简单分岔点,对Ｚ２对称性破缺的情况,利用奇异性理论,导出了余维数为５的普适开折的所有４种形式,并结合具体的应用给出了其部分分岔图。     

一类二维非自治离散系统中的复杂簇发振荡结构1）

簇发振荡是多时间尺度系统复杂动力学行为的典型代表,簇发振荡的动力学机制与分类问题是簇发研究的重要问题之一,但当前学者们所揭示的簇发振荡的结构大多较为简单.研究以非自治离散Duffing系统为例,探讨具有复杂分岔结构的新型簇发振荡模式,并将其分为两大类,一类经由Fold分岔所诱发的对称式簇发,另一类经由延迟倍周期分岔所诱发的非对称式簇发.快子系统的分岔表现为典型的含有两个Fold分岔点的S形不动点曲线,其上、下稳定支可经由倍周期（即Flip）分岔通向混沌.当非自治项（即慢变量）穿越Fold分岔点时,系统的轨线可以向上、下稳定支的各种吸引子（例如,周期轨道和混沌）进行转迁,因此得到了经由Fold分岔所诱发的各种对称式簇发;而当非自治项无法穿越Fold分岔点,但可以穿越Flip分岔点时,系统产生了延迟Flip分岔现象.基于此,得到了经由延迟Flip分岔所诱发的各种非对称簇发.特别地,文中所报道的簇发振荡模式展现出复杂的反向Flip分岔结构.研究结果表明,这与非自治项缓慢地反向穿越快子系统的Flip分岔点有关.研究结果丰富了离散系统簇发的动力学机理和分类.     

一类非光滑映射的边界碰撞分岔

对于一类分段映射讨论了非线性幂次z导致的不同非光滑性, 推导了周期n 解的边界碰撞分岔及光滑flip和fold 分岔条件. 通过数值仿真验证了这些分岔条件的正确性, 发现存在稳定周期窗的加周期分岔序列是非光滑映射的一个普遍现象, 根本原因在于边界碰撞分岔和光滑flip 或fold 分岔相互作用. 当z取值不同分岔序列有很大的不同, 而参数γ 对于分岔序列的结构影响不大, 因此令参数γ=0 可简化映射的参数分析.