一个新三维自治系统的动力学行为的普适特征

基于Vanecek和Celikovsky对三维自治系统的分类方法，本文给出了介于Lorenz系统和Chen系统之间的新系统。采用一维时间序列相空间重构技术和系统混沌的定量判据准则，揭示出新系统从规则运动转化到混沌运动所具有的普适特征：新系统可通过Pomeau-Manneville途径走向混沌，且其间歇性与Hopf分岔有关，在这些途径上既可观察到锁相和准周期运动，也可观察到类Lorenz吸引子、Lorenz系统和Chen系统之间的过渡吸引子、类Chen吸引子和与前三者具有不同结构特征的奇怪吸引子。     

考虑时滞效应时耦合化学反应系统的动力学行为

在耦合自催化反应系统中,采用数值分析方法研究了考虑时滞效应和流速扰动时子系统的动力学行为.与原系统相比,该系统呈现出更加丰富的动力学现象.反应过程中出现了结构复杂的混沌吸引子和由在周期解邻域内振荡而产生的概周期运动,并且存在混沌由倍周期分岔演变为新的混沌吸引子的过程.这些结果对于解释耦合化学反应系统中的复杂现象、揭示其反应机理具有一定的指导意义.     

系泊海洋平台周期运动倍周期分岔的胞映射分析

应用胞映射方法研究了系泊海洋生产平台的周期运动及其倍周期分岔。系泊运动的数学模型是一个具有指数回复力特性的非线性强迫振子 ,以波浪作用力为外激励。将波浪激励周期作为分岔控制参数 ,研究了周期系泊运动的倍周期分岔。胞映射方法用于寻找系统的稳定吸引子并确定其吸引域。时间历程、相图、功率谱和Poincar啨映射用于确定吸引子的具体类型芯糠⑾?,分岔参数处于不同的区域时 ,系统存在着相异的倍周期分岔特性。观察到了倍周期分岔的产生和突然消失 ,也找到了一个趋于吸引子的倍周期分岔序列。根据吸引域的胞映射分析结果解释了上述不同的倍周期分岔特征。发现其原因在于倍周期序列中的每个吸引子是否具有全局吸引性。     

参激屈曲梁的倍周期分岔和混沌运动的实验研究

本文对一端固定一端滑动承受轴向简谐载荷的屈曲梁的非线性响应进行了实验。研究了其基本参数共振和主参数共振两种情况，揭示了系统的倍周期分岔和混沌运动等复杂动力学行为。在某些情况下，混沌吸引子和周期吸引子共存，另一些则存在间歇混沌。给出了响应的时间历程、相图、频率谱和Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射     

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．     

转子—轴承系统发生动静件碰摩时的混沌路径

分析了一个由油膜轴承支承的转子系统在发生动静件碰摩时的振动特性。转子转速与不平衡量被用来作为控制参数以研究进入和离开混沌区域的各种路径以及系统的各种形式的周期、拟周期与混沌运动。结果证明碰摩转子系统在进入和离开混沌区域时可经由倍周期分岔、阵发性和拟周期路径，以及一种由周期运动直接到混沌状态的突发路径。     

二维Logistic映射的分岔与分形

理论分析了二维Logistic映射的分岔,并采用相图、分岔图、功率谱、Lyapunov指数和分维数计算的方法,揭示出：二维Logistic映射可按倍周期分岔和Hopf分岔走向混沌;在倍周期分岔过程中,系统在参数空间和相空间中都表现出自相似性和尺度变换下的不变性．对二维Logistic映射的吸引盆及其Mandelbrot-Julia集(简称M-J集)的研究表明：吸引盆中周期和非周期区域之间的边界是分形的,这意味着无法预测相平面上点运动的归宿;M-J集的结构由控制参数决定,且它们的边界是分形的．     

COMPLEX RELAXATION OSCILLATION TRIGGERED BY BOUNDARY CRISIS IN THE DISCRETE DUFFING MAP

多时间尺度问题具有广泛的工程与科学研究背景，慢变参数则是多时间尺度问题的典型标志之一.然而现有文献所报道的慢变参数问题，其展现出的振荡形式及内部分岔结构，大多较为单一，此外少有文献涉及到混沌激变的现象.本文以含慢变周期激励的达芬映射为例，探讨了一类具有复杂分岔结构的张弛振荡.快子系统的分岔表现为S形不动点曲线，其上、下稳定支可经由倍周期分岔通向混沌.而在一定的参数条件下，存在着导致混沌吸引子突然消失的一对临界参数值.当分岔参数达到此临界值时，混沌吸引子可能与不稳定不动点相接触，也可能与之相距一定距离.对快子系统吸引域分布的模拟，表明存在着导致边界激变（boundary crisis）的临界值，在这些值附近，经由延迟倍周期分岔演化而来的混沌吸引子可与2ⁿ（n=0，1，2，…）周期轨道乃至混沌吸引子共存.当慢变量周期地穿过临界点后，双稳态的消失导致原本处于混沌轨道的轨线对称地向此前共存的吸引子转迁，从而使系统出现了不同吸引子之间的滞后行为，由此产生了由边界激变所诱发的多种对称式张弛振荡.本文的结果丰富了对离散系统的多时间尺度动力学机理的认识.     

周期激励下分段线性电路的动力学行为

基于四阶自治分段线性电路的分岔特性,探讨了两种幅值周期激励下该电路系统的复杂动力学行为. 给出了弱周期激励下系统共存的两种分岔模式及其产生的原因,讨论了不同分岔模式下动力学行为的演化过程及混沌吸引子相互作用机理. 而随着激励幅值的增大,即强激励作用下,围绕两个原自治系统平衡点的周期轨道不再分裂,从而导致共存的分岔模式消失.指出无论在弱激励还是在强激励下,由于系统的固有频率与外激励频率存在量级上的差距,其相应的各种运动模式,诸如周期运动、概周期运动甚至混沌运动均表现出明显的快慢效应,进而从分岔的角度分析了不同快慢效应的产生机制.      

非自治时滞反馈控制系统的周期解分岔和混沌

研究时滞反馈控制对具有周期外激励非线性系统复杂性的影响机理,研究对应的线性平衡态失稳的临界边界,将时滞非线性控制方程化为泛函微分方程,给出由Hopf分岔产生的周期解的解析形式．通过分析周期解的稳定性得到周期解的失稳区域,使用数值分析观察到时滞在该区域可以导致系统出现倍周期运动、锁相运动、概周期运动和混沌运动以及两条通向混沌的道路：倍周期分岔和环面破裂．其结果表明,时滞在控制系统中可以作为控制和产生系统的复杂运动的控制“开关”．     

Chaotic Dynamics of a Harmonically Excited Spring-Pendulum System with Internal Resonance

An investigation into chaotic responses of a weakly nonlinear multi-degree-of-freedom system is made. The specific system examined is a harmonically excited spring pendulum system, which is known to be a good model for a variety of engineering systems, including ship motions with nonlinear coupling between pitching and rolling motions. By the method of multiple scales the original nonautonomous system is reduced to an approximate autonomous system of amplitude and phase variables. The approximate system is shown to have Hopf bifurcation and a sequence of period-doubling bifurcations leading to chaotic motions. In order to examine what happens in the original system when the approximate system exhibits chaos, we compare the largest Lyapunov exponents for both systems.     

Control of the Lorenz chaos by the exact linearization

I.Introduction.,Recentlycontrollingchaoshasdrawnmuchattentionfromthecommunitiesofphysics,mechanicsandangineeringl'~'].Mostofthecontrolapproacheswereoriginallyproposedbyexperimentalortheoreticalphysicistsandmathematicians,andnoconventional'controlengineeringstrategiesareemployed.Herethestatespaceexactlinearizationmethodinthenonlinearcontrolsystemdisignl'lisutilizedtocontrolchaos,andatypicalchaoticdynamicalsystem,theLorenzsysteml'l,treatedasanexample.TheresearchconcerningcontrolofchaosintheLor…     

Lag synchronization between discrete chaotic systems with diverse structure

A lag synchronization controller is designed in studying discrete chaotic systems with diverse structures to realize synchronization between Henon and Ikeda sys- terns. The structure of the lag synchronization controller and the error equations of state variables between discrete chaotic systems are presented based on the stability theory. The designed controller has unique structures for different chaotic systems. Lag synchro- nization between any discrete chaotic systems with diverse structures can be achieved. Simulation results show that this control method is effective and feasible.     

混沌的抑制研究进展综述

综述了抑制混沌的４种主要方法:加随机噪声、加周期摄动、加动力吸振器和加输出变量反馈．概括了各种方法的一般形式,列举了各种方法应用的例子,还指出一些尚待研究的问题．      

On the Mechanisms Behind Chaos

Chaotic systems are observed everywhere. Electronic circuit analogues based on the differential equations of the models for the chaotic systems are often used to study the nature of chaotic systems. This tutorial is an attempt to classify electronic chaotic oscillators according to the mechanism behind the chaotic behavior, e.g. one group is based on the sudden interrupt of inductive currents, another group is based on the sudden parallel coupling of capacitors with different voltages, and a third group may be based on multiplication of signals. An example of chaos based on disturbance of integration is discussed in details. Paper presented at ‘NDES 2004‘, Evora, Portugal, May 2004. IEEE life member.     

PMUCR方法在高维非线性动力学系统中的应用

对现有的若干种胞映射方法应用于高维非线性动力学系统全局分析时存在的局限性进行了分析,在此基础上,提出了胞映射方法应用于高维系统时需遵循的几个原则:选择合适的分析平面;减少数据量;确定吸引子在相空间中的位置。根据这些原则,对胞参考点映射法(PMUCR)进行了改进,并对该改进方法应用于2维系统和4维系统时消耗的相对CPU时间进行了比较,结果表明,该改进方法能有效地应用于高维非线性动力学系统中。最后以船舶机械非线性隔振系统为例,分别分析了该改进方法在系统呈现周期运动和混沌运动时的应用。     

An improvement and proof of OGY method

I.IntroductionRecenhycontrollingchaosbecomesaninterestingsubject.In1990,E.Ott,C.GreogiandJ.A.Yorkelllgaveacollceptionofcontrollingchaos,andgaveacontrollingmethodknownasOGYmethod.ThereweremanyresultsthatshowedOGYmethodiseffective.AfterOGY,manymethodsofcontrollingchaosweregiven,mostofthemwerebasedonOGY13'4'5'6'71.SoOGYmethodisthefundamentofcontrollingchaos.ToachieveaproofofOGYisanimportanttaskformathematicstheoryofcontrollingchaos.Thispaperchangesthemethodofchoosingparameter,andprove…     

Synchronisation and Chaos in a Parametrically and Self-Excited System with Two Degrees of Freedom

Vibration analysis of a non-linear parametrically andself-excited system of two degrees of freedom was carried out. The modelcontains two van der Pol oscillators coupled by a linear spring with a aperiodically changing stiffness of the Mathieu type. By means of amultiple-scales method, the existence and stability of periodicsolutions close to the main parametric resonances have beeninvestigated. Bifurcations of the system and regions of chaoticsolutions have been found. The possibility of the appearance ofhyperchaos has also been discussed and an example of such solution hasbeen shown.     

The Discrete Models on a Frictional Single Degree of Freedom System

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍｔｈａｔｃｏｕｌｄｅｘｈｉｂｉｔｃｈａｏｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｈａｄｂｅｅｎｗｅｌｌ＿ｋｎｏｗｎ[1- 9].Ｉｎ [3] ,Ｐｏｐｐｈａｄｄｅｒｉｖｅｄａｏｎｅ＿ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｉｒｃｌｅｍａｐｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｓｔｉｃｋ＿ｓｌｉｐｍｏｔｉｏｎｏｎａｓｉｍｐｌｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｓｙｓｔｅｍａｎｄｓｈｏｗｎｉｔｓｃｈａｏｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ.Ａｆｔｅｒａｎｕｍｂｅｒｏｆｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ,Ｐｏｐｐｃｏｎｃｌｕｄｅｄ :…