永磁同步风力发电机随机分岔现象的全局分析

永磁同步风力发电机在运行过程中不可避免地会受到风能的随机干扰,本文建立了在输入机械转矩存在随机干扰情况下永磁同步风力发电机的数学模型,采用胞映射方法分析了随机干扰强度变化时系统全局结构的演化行为,并通过数值模拟对理论分析进行验证.研究结果表明,随着随机干扰强度的增大,系统中会出现随机内部激变和随机边界激变,即由于随机吸引子与其吸引域内的随机鞍发生碰撞而产生的随机分岔现象和由于随机吸引子与其吸引域边界发生碰撞而产生的随机分岔现象.研究结果揭示了随机干扰对永磁同步风力发电机运行性能影响的机理,为永磁同步风力发电系统的运行和设计提供了理论依据.     

Hénon映射的噪声诱导间歇现象及其临界值估算研究

本文研究了Hénon映射在噪声诱导下发生的间歇现象.通过数值模拟和全局分析手段,揭示了噪声诱导间歇现象的机理.基于随机敏感度函数法,通过检测噪声作用下周期吸引子的置信椭圆与混沌鞍的碰撞情况,给出了诱发间歇现象的噪声强度临界值的估算方法.结果表明,Hénon映射中噪声诱导间歇现象是由随机周期吸引子和混沌鞍不稳定流形的相互作用引发,随机敏感度函数的方法可以较好地估算发生间歇现象的噪声强度临界值.     

常微分方程系统中内部激变现象的研究

应用广义胞映射图论方法研究常微分方程系统的激变.揭示了边界激变是由于混沌吸引子与 在其吸引域边界上的周期鞍碰撞产生的,在这种情况下,当系统参数通过激变临界值时,混 沌吸引子连同它的吸引域突然消失,在相空间原混沌吸引子的位置上留下了一个混沌鞍.研 究混沌吸引子大小(尺寸和形状)的突然变化,即内部激变.发现这种混沌吸引子大小的突然 变化是由于混沌吸引子与在其吸引域内部的混沌鞍碰撞产生的,这个混沌鞍是相空间非吸引 的不变集,代表内部激变后混沌吸引子新增的一部分.同时研究了这个混沌鞍的形成与演化. 给出了对永久自循环胞集和瞬态自循环胞集进行局部细化的方法. 关键词： 广义胞映射 有向图 激变 混沌鞍     

非线性动力系统分岔点邻域内随机共振的特性

研究了叉形分岔系统和FitzHugh Nagumo(FHN)细胞模型两种非线性动力系统分岔点邻域内 随机共振的特性.研究结果表明：这两种系统在分岔发生时具有由一个吸引子变为两个吸引 子或者由两个吸引子变为一个吸引子共同的分岔特性，即在分岔点的邻域内, 系统在分岔点 的两侧有分岔前吸引子和分岔后吸引子存在，在噪声的作用下，系统的运动除了像传统随机 共振的机理那样在分岔点一侧共存的吸引子之间跃迁，还在分岔点两侧三个吸引子（分岔前 一个吸引子和分岔后两个吸引子）之间跃迁，并且这种跃迁单独诱发了随机共振 ；在两种 跃迁都发生的情况下, 在其分岔点的邻域内，由第二种跃迁诱发的随机共振在引起第一种跃 迁噪声的强度很大的范围内变化仍可维持, 而第一种跃迁诱发的随机共振在引起第二种跃迁 噪声的强度很小的范围内变化即迅速消失. 关键词： 随机共振 吸引子 分岔点 跃迁     

两个周期激励下Duffing-van der Pol系统的混沌瞬态和广义激变

运用广义胞映射图方法研究两个周期激励作用下Duffing-van der Pol系统的全局特性.发现了系统的混沌瞬态以及两种不同形式的瞬态边界激变, 揭示了吸引域和边界不连续变化的原因. 瞬态边界激变是由吸引域内部或边界上的混沌鞍和分形边界上周期鞍的稳定流形碰撞产生.第一种瞬态边界激变导致吸引域突然变小, 吸引域边界突然变大; 第二种瞬态边界激变使两个不同的吸引域边界合并成一体.此外, 在瞬态合并激变中两个混沌鞍发生合并, 最后系统的混沌瞬态在内部激变中消失. 这些广义激变现象对混沌瞬态的研究具有重要意义. 关键词： 广义胞映射图方法 Duffing-van der Pol 混沌瞬态 广义激变     

随机参激和外激联合作用下非线性动力系统的路径积分解

将基于Gauss Legendre公式的路径积分法推广到随机参激和外激联合作用的非线性动力系统.研究了受高斯白噪声参激和外激联合作用的非线性振子，将所得路径积分解与其精确解（满足一定条件时该系统存在精确解）或Monte Carlo随机模拟结果相比较，充分验证了路径积分的准确性.并借助路径积分数值解，捕捉到该随机系统的一维P分岔. 关键词： 路径积分 P分岔 随机参激 随机外激     

一类新的边界激变现象:混沌的边界激变

混沌吸引子的激变是一类普遍现象.借助于广义胞映射图论(generalized cell mapping digraph)方法发现了嵌入在分形吸引域边界内的混沌鞍,这个混沌鞍由于碰撞混沌吸引子导致混沌吸引子完全突然消失,是一类新的边界激变现象,称为混沌的边界激变.可以证明混沌的边界激变是由于混沌吸引子与分形吸引域边界上的混沌鞍相碰撞产生的,在这种情况下,当系统参数通过激变临界值时,混沌吸引子连同它的吸引域突然消失,同时这个混沌鞍也突然增大 关键词： 广义胞映射 有向图 激变 混沌鞍     

非自治分数阶Duffing系统的激变现象

对一个非自治分数阶Duffing系统的激变现象进行了研究.首先介绍了一种研究分数阶非线性系统全局动力学的数值方法,即拓展的广义胞映射方法 (EGCM).该方法是基于分数阶导数的短记忆原理,并结合了广义胞映射方法和改进的预估校正算法,根据胞空间的特点,将胞尺寸作为截断误差的参考值,以此得到了一步映射时间的估算公式.用EGCM方法分别研究了分数阶Duffing系统随分数阶导数的阶数和外激励强度变化发生的边界激变和内部激变.并基于此,将激变拓展定义为混沌基本集与周期基本集之间的碰撞,其中混沌基本集包括混沌吸引子,边界上的混沌集合以及吸引域内部的非混沌吸引子的混沌集合.所得结果进一步说明了EGCM方法对于分析分数阶系统全局动力学的有效性.     

一类含非黏滞阻尼的Duffing单边碰撞系统的激变研究

以一类含非黏滞阻尼的Duffing单边碰撞系统为研究对象, 运用复合胞坐标系方法, 分析了该系统的全局分岔特性. 对于非黏滞阻尼模型而言, 它与物体运动速度的时间历程相关, 能更真实地反映出结构材料的能量耗散现象. 研究发现, 随着阻尼系数、松弛参数及恢复系数的变化, 系统发生两类激变现象: 一种是混沌吸引子与其吸引域内的混沌鞍发生碰撞而产生的内部激变, 另一种是混沌吸引子与吸引域边界上的周期鞍(混沌鞍)发生碰撞而产生的常规边界激变(混沌边界激变), 这两类激变都使得混沌吸引子的形状发生突然改变. 关键词： 非黏滞阻尼 Duffing碰撞振动系统 激变 复合胞坐标系方法     

加性和乘性泊松白噪声联合激励下光滑非连续振子的随机响应

利用广义胞映射方法,研究了加性和乘性泊松白噪声联合作用下SD振子(smooth and discontinuous oscillator)的随机响应问题.基于图分析算法,获得确定SD振子的吸引子、吸引域、域边界、鞍和不变流形等全局特性.基于矩阵分析算法,计算了SD振子在泊松白噪声激励下的瞬态和稳态响应.结果表明:随机响应的概率密度函数演化方向和确定情况下的不稳定流形形状之间存在密切联系.蒙特卡罗模拟结果表明,所使用的方法是有效且准确的.     

Study of the Wada fractal boundary and indeterminate crisis

By using the generalized cell mapping digraph (GCMD)method,we study bifurcations governing the escape of periodically forced oscillators in a potential well,in which a chaotic saddle plays an extremely important role.Int this paper,we find the chaotic saddle,and we demonstrate that the chaotic saddle is embedded in a strange fractal boundary which has the Wada property,that any point on the boundary of that basin is also simultaneously on the boundary of at least two other basins.The chaotic saddle in the Wada fractal boundary,by colliding with a chaotic attractor,leads to a chaotic boundary crisis with a global indeterminate outcome which presents an extreme form of indeterminacy in a dynamical system.We also investigate the origin and evolution of the chaotic saddle in the Wada fractal boundary particularly concentrating on its discontinuous bifurcations(metamorphoses),We demonstrate that the chaotic saddle in the Wada fractal boundary is created by the collision between two chaotic saddles in different fractal boundaries.After a final escape bifurcation,there only exists the attractor at infinity;a chaotic saddle with a beautiful pattern is left behind in phase space.     

Stochastic bifurcations of generalized Duffing–van der Pol system with fractional derivative under colored noise

The stochastic bifurcation of a generalized Duffing–van der Pol system with fractional derivative under color noise excitation is studied. Firstly, fractional derivative in a form of generalized integral with time-delay is approximated by a set of periodic functions. Based on this work, the stochastic averaging method is applied to obtain the FPK equation and the stationary probability density of the amplitude. After that, the critical parameter conditions of stochastic P-bifurcation are obtained based on the singularity theory. Different types of stationary probability densities of the amplitude are also obtained. The study finds that the change of noise intensity, fractional order, and correlation time will lead to the stochastic bifurcation.     

有界随机噪声激励下软弹簧Duffing振子的安全盆分叉

研究了软弹簧Duffing振子在有界随机噪声激励下，系统安全盆的侵蚀现象，并提出了随机安全盆分叉的概念. 计算表明，由于随机扰动的影响，系统的随机安全盆分叉点发生了偏移. 关键词： Duffing振子 有界随机噪声 安全盆 分叉     

多频谐和与噪声作用下Flickering振子的安全盆侵蚀与混沌

研究了催化反应Flickering振子在多频率确定性谐和外力和有界随机噪声联合作用下,系统安全盆的侵蚀和混沌现象.将Melnikov方法推广到包含有限多个频率外力和随机噪声联合作用的情形,推导出了系统的随机Melnikov过程,根据Melnikov过程在均方意义上出现简单零点的条件给出了系统出现混沌的临界值,然后用数值模拟方法计算了系统的安全盆分岔点.结果表明,由于随机扰动的影响,系统的安全盆分岔点发生了偏移,并且使得混沌容易发生.同时证明,激励频率数目的增加扩大了参数空间上的混沌区域,也使得安全盆分岔提 关键词： 多频率激励 Flickering振子 安全盆 混沌