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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 234 毫秒
1.
分数阶van der Pol振子的超谐共振   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
韦鹏  申永军  杨绍普 《物理学报》2014,63(1):10503-010503
以含分数阶微分项的van der Pol振子为对象,研究其超谐共振时的动力学特性.首先,通过平均法得到了系统的一阶近似解,提出了超谐共振时等效线性阻尼和等效线性刚度的概念,研究了分数阶微分项的系数和阶次以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式对系统动力学特性的影响.随后,建立了超谐共振时定常解的幅频曲线的解析表达式,得到了超谐共振周期响应的稳定性判断准则并提出等效非线性阻尼和非线性稳定性条件参数的概念.最后,通过数值仿真比较了分数阶与整数阶系统的幅频曲线,分析了分数阶微分项的系数和阶次对响应幅值、幅频曲线以及系统稳定性的影响.  相似文献   

2.
含分数阶微分的线性单自由度振子的动力学分析   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
申永军  杨绍普  邢海军 《物理学报》2012,61(11):110505-110505
研究了一个含分数阶微分的线性单自由度振子, 通过平均法得到了系统的近似解析解. 在近似解中, 分数阶微分项的系数和阶次以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响着系统的动力学特性, 这一点与现有文献中直接将分数阶微分项归类为阻尼进行处理的方法完全不同. 比较了近似解析解和数值解, 二者的符合精度很高, 证明了近似解析解的准确性. 分析了分数阶系数和分数阶阶次对系统响应特性的影响, 发现分数阶系数和分数阶阶次都既可以通过等效线性阻尼影响系统的共振振幅, 又可以通过等效线性刚度影响系统的共振频率.  相似文献   

3.
申永军  杨绍普  邢海军 《物理学报》2012,61(15):150503-150503
研究了含两类分数阶微分项的线性单自由度振子, 通过平均法得到了系统的近似解析解. 在近似解中, 两类分数阶微分项的系数和阶次均以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响着系统的动力学特性, 这一点和现有文献中大多数直接将分数阶微分项归类为阻尼进行处理是完全不同的. 对近似解析解和数值解进行了比较, 二者符合精度很高, 证明了该结果的准确性. 然后分析了两类分数阶微分项的系数和阶次对系统响应特性的影响, 发现两类分数阶微分项的系数和阶次都既可以影响系统的共振振幅, 又可以影响系统的共振频率. 最后研究了第二类分数阶微分项对共振频率的影响, 指出了在振动控制工程中如何通过选取合适的第二类分数阶微分项的系数达到满意的控制效果.  相似文献   

4.
周骏  曹庄琪  贾振红 《光子学报》1999,28(4):295-301
根据转移矩阵理论,在弱周期结构近似下获得了任意形状光栅皱阶光波导的TE模分布反馈耦合系数的计算公式,同时给出了几种典型的周期型皱阶光波导耦合系数的简洁解析表达式。  相似文献   

5.
时培明  李纪召  刘彬  韩东颖 《物理学报》2011,60(9):94501-094501
建立了一类含准周期参数激励和时滞反馈的相对转动非线性系统的动力学方程. 采用多尺度法求解1/2亚谐波主参数共振下的分岔响应方程,并分析了系统的稳定性. 在求解非受控系统的定常解的基础上,通过讨论系统的动力学特性,研究了准周期参数激励对系统响应的影响. 采用时滞反馈控制的方法对系统分岔和极限环(域)进行控制,数值模拟的结果表明通过改变时滞参数可以实现对系统分岔的控制,并能有效地控制极限环(域)的幅值和稳定性. 关键词: 相对转动 准周期参激 时滞反馈 极限环  相似文献   

6.
秦天奇  王飞  杨博  罗懋康 《物理学报》2015,64(12):120501-120501
研究具有幂律记忆性的带反馈耦合布朗马达的定向输运现象, 引入分数阶理论, 建立了带反馈的分数阶耦合布朗马达模型, 利用分数阶差分法求得模型数值解并分析了模型参数对合作定向输运性质的影响. 仿真结果表明, 系统的记忆性通过影响带反馈的棘齿势的打开和闭合而影响粒子的定向输运, 即当系统的阶数在较小的范围内, 系统的记忆性会使带反馈的棘齿势的开关频率增加, 从而增大定向流速; 当系统其他参数(势垒高度、噪声强度等)固定时, 输运速度随着阶数的变化出现广义随机共振现象.  相似文献   

7.
研究了参数激励下带有时滞反馈的随机Mathieu-Duffing方程的主参数共振响应问题.运用多尺度方法分离了系统的快慢变量.分析了系统的分岔性质,发现调谐参数、时滞、时滞项的系数以及非线性项的强度等都可以影响系统的分岔行为,适当选择这些参数可以改变系统的分岔响应.同时,还讨论了非零解的稳定性,得到了非零解稳定的充要条件,而且发现在随机激励的带宽较小时,系统的多解现象仍然存在,分岔和跳跃现象仍会发生,数值模拟验证了理论推导的有效性. 关键词: 随机Mathieu-Duffing系统 多尺度 稳定性 分岔  相似文献   

8.
贾雅琼  蒋国平 《物理学报》2017,66(16):160501-160501
研究分数阶时滞混沌系统同步问题,基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论,设计分数阶时滞混沌系统同步控制器,使得分数阶时滞混沌系统达到同步,同时给出了数学证明过程.该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出变量进行设计,无需驱动系统和响应系统的状态变量,简化了控制器的设计,提高了控制器的实用性.利用Lyapunov稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式,研究并给出了同步控制器参数的选择条件.以分数阶时滞Chen混沌系统为例,设计基于状态观测器的同步控制器,实现了分数阶时滞Chen混沌系统同步,并将其应用于保密通信系统中.仿真结果证明了该同步方法的有效性.  相似文献   

9.
邹少存  徐伟  靳艳飞 《物理学报》2008,57(12):7527-7534
研究了时滞及时滞反馈控制参数对Van der Pol系统极限环幅值的影响. 运用自适应的平均场近似方法给出了系统的线性化近似及系统参数Lyapunov稳定性的边界条件, 同时给出了Van der Pol系统的关联时间和功率谱密度的数值模拟结果. 通过与平均场近似下的解析结果比较后发现, 数值模拟结果和理论结果符合.进一步讨论了时滞反馈控制参数、噪声强度以及时滞对关联时间和功率谱密度的影响. 关键词: 平均场近似 关联时间 Lyapunov稳定性  相似文献   

10.
基于线性控制的分数阶统一混沌系统的同步   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张若洵  杨世平  刘永利 《物理学报》2010,59(3):1549-1553
研究了分数阶统一混沌系统的同步.基于分数阶稳定性原理,提出了通过线性反馈实现分数阶统一混沌系统的同步方法.所设计的控制器为单一控制变量的线性控制器,且不需要计算反馈系数.通过对分数阶Lorenz混沌系统、Chen混沌系统和Lü混沌系统的数值模拟,证实了所提方法的有效性.  相似文献   

11.
非线性动力系统极易发生共振,在多频激励下可能发生联合共振或组合共振,目前关于非线性系统的主-超谐联合共振的研究少见报道.本文以Duffing系统为对象,研究系统在主-超谐联合共振时的周期运动和通往混沌的道路.应用多尺度法得到系统的近似解析解,并利用数值方法对解析解进行验证,结果吻合良好.基于Lyapunov第一方法得到稳态周期解的稳定性条件,并分析了非线性刚度对稳态周期解的幅值和稳定性的影响.此外,由于近似解只能描述周期运动,不足以描述系统的全局特性,因而应用Melnikov方法对系统进行全局分析,得到系统进入Smale马蹄意义下混沌的条件,依据该条件以及主-超谐联合共振的条件选取一组参数进行数值仿真.分岔图和最大Lyapunov指数显示出两个临界值:当激励幅值通过第一个临界值时,异宿轨道破裂,混沌吸引子突然出现,系统以激变方式进入混沌;激励幅值通过第二个临界值时,系统在混沌态下再次发生激变,进入另一种混沌态.利用Melnikov方法考察了第一个临界值在多种频率组合下的变化趋势,并用数值仿真验证了解析结果的正确性.  相似文献   

12.
An externally excited Duffing oscillator under feedback control is discussed and analyzed under the worst resonance case. Multiple time scales method is applied for this system to find analytic solution with the existence and nonexistence of the time delay on control loop. An appropriate stability analysis is also performed and appropriate choices for the feedback gains and the time delay are found in order to reduce the amplitude peak. Different response curves are involved to show and compare controller effects. In addition, analytic solutions are compared with numerical approximation solutions using Rung-Kutta method of fourth order.  相似文献   

13.
In this paper, dynamical behaviors of the fractional-order sinusoidally forced simplified Lorenz are investigated by employing the time-domain solution algorithm of fractional-order calculus. The system parameters and the fractional derivative orders q are treated as bifurcation parameters. The range of the bifurcation parameters in which the system generates chaos is determined by bifurcation, phase portrait, and Poincaré section, and different bifurcation motions are visualized by virtue of a systematic numerical analysis. We find that the lowest order of this system to yield chaos is 3.903. Based on fractional-order stability theory, synchronization is achieved by using nonlinear feedback control method. Simulation results show the scheme is effective and a chaotic secure communication scheme is present based on this synchronization.  相似文献   

14.
In this paper, a three-dimensional autonomous Van der Pol-Duffing (VdPD) type oscillator is proposed. The three-dimensional autonomous VdPD oscillator is obtained by replacing the external periodic drive source of two-dimensional chaotic nonautonomous VdPD type oscillator by a direct positive feedback loop. By analyzing the stability of the equilibrium points, the existence of Hopf bifurcation is established. The dynamical properties of proposed three-dimensional autonomous VdPD type oscillator is investigated showing that for a suitable choice of the parameters, it can exhibit periodic behaviors, chaotic behaviors and coexistence between periodic and chaotic attractors. Moreover, the physical existence of the chaotic behavior and coexisting attractors found in three-dimensional proposed autonomous VdPD type oscillator is verified by using Orcard-PSpice software. A good qualitative agreement is shown between the numerical simulations and Orcard-PSpice results. In addition, fractional-order chaotic three-dimensional proposed autonomous VdPD type oscillator is studied. The lowest order of the commensurate form of this oscillator to exhibit chaotic behavior is found to be 2.979. The stability analysis of the controlled fractional-order-form of proposed three-dimensional autonomous VdPD type oscillator at its equilibria is undertaken using Routh–Hurwitz conditions for fractional-order systems. Finally, an example of observer-based synchronization applied to unidirectional coupled identical proposed chaotic fractional-order oscillator is illustrated. It is shown that synchronization can be achieved for appropriate coupling strength.  相似文献   

15.
李晓静  陈绚青  严静 《物理学报》2013,62(16):160202-160202
研究了一类具时滞的厄尔尼诺-南方涛动充电-放电振子模型. 给出了产生Hopf分岔的临界时滞条件, 利用Mawhin重合度理论,探讨了该模型的周期解问题. 关键词: 时滞 厄尔尼诺-南方涛动模型 Hopf分岔 周期解  相似文献   

16.
The motive behind the current work is to perform the solution of the Van der Pol–Duffing jerk oscillator, involving fractional-order by the simplest method. An effective procedure has been introduced for executing the fractional-order by utilizing a new method without the perturbative approach. The approach depends on converting the fractional nonlinear oscillator to a linear oscillator with an integer order. A detailed solving process is given for the obtained oscillator with the traditional system.  相似文献   

17.
J H YANG  M A F SANJUÁN  W XIANG  H ZHU 《Pramana》2013,81(6):943-957
The pitchfork bifurcation and vibrational resonance are studied in a fractional-order Duffing oscillator with delayed feedback and excited by two harmonic signals. Using an approximation method, the bifurcation behaviours and resonance patterns are predicted. Supercritical and subcritical pitchfork bifurcations can be induced by the fractional-order damping, the exciting high-frequency signal and the delayed time. The fractional-order damping mainly determines the pattern of the vibrational resonance. There is a bifurcation point of the fractional order which, in the case of double-well potential, transforms vibrational resonance pattern from a single resonance to a double resonance, while in the case of single-well potential, transforms vibrational resonance from no resonance to a single resonance. The delayed time influences the location of the vibrational resonance and the bifurcation point of the fractional order. Pitchfork bifurcation is the necessary condition for the double resonance. The theoretical predictions are in good agreement with the numerical simulations.  相似文献   

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