双自由度非定点斜碰撞振动系统的动力学分析

对两个单摆组成的双自由度、非定点、斜碰撞振动系统的动力学行为进行了详细研究．揭示了在双自由度、非定点、斜碰撞过程中恢复系数、摩擦系数、系统参数和碰撞前后系统状态之间的关系．基于Poincaré映射方法和非定点斜碰撞关系推导出该系统单碰周期n次谐运动存在性判据．根据Floquet理论分析了该系统次谐运动周期解的稳定性问题,给出了Floquet特征乘子的计算公式．通过数值仿真证实了该方法的有效性,同时分析了非定点、斜碰撞系统碰撞点位置的概率分布情况．     

弹性支承-刚性转子系统同步全周碰摩的分岔响应

基于航空发动机转子系统的结构特点,将航空发动机转子系统简化为一个非线性弹性支承的刚性转子系统．根据Lagrange方程建立了弹性支承-刚性不对称转子系统同步全周碰摩的运动方程;采用平均法进行求解,得到了关于系统振幅的分岔方程;根据两状态变量约束分岔理论,分别给出了系统在无碰摩和碰摩阶段参数平面的转迁集和分岔图,讨论了转子偏心、阻尼对系统分岔行为的影响;应用Liapunov稳定性理论分析了系统碰摩周期解的稳定性和失稳方式,给出了系统参数——转速平面上周期解的稳定范围;该文的研究结果对航空发动机转子系统的设计有一定的理论意义．     

一类双面碰撞振子的对称性尖点分岔与混沌

讨论了一类单自由度双面碰撞振子的对称型周期n-2运动以及非对称型周期n-2运动．把映射不动点的分岔理论运用到该模型,并通过分析对称系统的Poincaré映射的对称性,证明了对称型周期运动只能发生音叉分岔．数值模拟表明:对称系统的对称型周期n-2运动,首先由一条对称周期轨道通过音叉分岔形成具有相同稳定性的两条反对称的周期轨道;随着参数的持续变化,两条反对称的周期轨道经历两个同步的周期倍化序列各自生成一个反对称的混沌吸引子．如果对称系统演变为非对称系统,非对称型周期n-2运动的分岔过程可用一个两参数开折的尖点分岔描述,音叉分岔将会演变为一支没有分岔的分支以及另外一个鞍结分岔的分支．     

基于一种半间歇控制的忆阻超混沌电路的同步（英文）

就一种由蔡氏超混沌电路衍生而来的电路的基本特征进行了分析;并且就一种包含两种不同类型的子控制器的具有三明治结构的半间歇控制方法进行了研究与讨论.基于线性矩阵不等式(LMIs),李雅普诺夫稳定性理论以及本文中的半间歇控制方法,在实现两个忆阻(分段线性模型的忆阻器)超混沌电路的同步过程中的参数不匹配问题得以解决,并且还给出了实现这两个忆阻超混沌电路同步的指数稳定条件.最后的仿真实验还进一步验证了该方法的高效及可行性.     

双侧弹性约束悬臂梁的非光滑擦边动力学北大核心CSCD

研究了具有双侧弹性约束的单自由度悬臂梁系统擦边诱导的非光滑动力学行为.首先,基于弹性碰撞悬臂梁的动力学方程和擦边点的定义,分析了双侧擦边周期运动的存在性条件.其次,选取零速度的Poincaré截面,推导了双侧擦边轨道附近带参数的高阶不连续映射.然后,结合光滑流映射和高阶不连续映射建立了新的复合分段范式映射.最后,将基于低阶范式映射和高阶范式映射得到的分岔图进行对比,分析验证了高阶范式映射的有效性,并通过数值仿真进一步揭示了弹性碰撞悬臂梁的擦边动力学.     

扁柱面网壳的非线性动力学行为

用连续化法建立了正三角形网格的三向单层扁柱面网壳的非线性动力学方程和协调方程．在两对边简支条件下用分离变量函数法给出扁柱面网壳的横向位移．由协调方程求出张力,通过Galerkin作用得到了一个含二次、三次的非线性动力学微分方程．通过求Floquet指数讨论平衡点邻域的稳定性,用复变函数留数理论求出Melnikov函数,可得到该动力学系统发生混沌运动的临界条件．通过数值计算模拟和Poincaré映射也证明了混沌运动存在．     

非线性弹性梁中的混沌带现象

研究了非线性弹性梁的混沌运动,梁受到轴向载荷的作用。非线性弹性梁的本构方程可用三次多项式表示。计及材料非线性和几何非线性,建立了系统的非线性控制方程。利用非线性Galerkin法,得到微分动力系统。采用Melnikov方法对系统进行分析后发现,当载荷P₀和f满足一定条件时,系统将发生混沌运动,且混沌运动的区域呈现带状。还详尽分析了从次谐分岔到混沌的路径,确定了混沌发生的临界条件。     

分数阶Chen-like系统混沌性态分析及控制

提出了一类Chen-like系统,研究了该系统奇点稳定性、混沌等动力学性态.讨论了Chen-like系中参数与阶数对系统混沌性态的影响,并给出了Chem-like系统出现混沌性态的阶次范围.与分数阶Chen系统相比,系统出现混沌性态的阶次范围增大了.根据分数阶系统稳定性理论及线性反馈控制,对系统进行了混沌控制,得出了混沌系统在平衡点处的稳定性条件.数值模拟验证了理论分析的正确性.     

一类不确定分数阶多混沌系统的终端滑模同步控制

根据分数阶系统理论利用终端滑模方法研究了分数阶不确定多混沌系统同步问题,获得了整数阶分数阶两种情形下多混沌系统取得滑模同步的充分性条件,最终结论说明设计合适的控制律和切换函数,分数阶多混沌系统取得滑模同步.     

小行星共振轨道的稳定性

研究描述小行星运动的一个映射模型. 发现在相空间的混沌海和混合区域中的轨道扩散分别遵循指数律和代数律, 而小扰动对扩散过程有不可忽视的影响. 应用到小行星轨道运动问题时,该映射的不动点的位置、稳定性以及轨道扩散的性质定性地解释了小行星在主带(特别是在与木星轨道发生一阶共振处)的分布特征.     

一类一维混沌映射的拓扑条件

20世纪中期以来,人们在物理、天文、气象等领域中发现了大量的混沌现象.这些新发现引发了近几十年来对混沌现象的研究.由于它的困难程度和在解决实际问题中的巨大价值,对混沌现象的研究成为动力系统乃至数学中的一个长期的前沿和热点研究方向.混沌现象最本质的特征是初值敏感性,保证有初值敏感性的一个充分条件是系统具有正Lyapunov指数.因此研究系统是否具有正Lyapunov指数成为研究系统是否出现混沌的重要方法.从拓扑角度给出了一类一维映射出现混沌现象的充分条件.从拓扑的角度来研究,将加深对此类映射出现混沌的机理的认识.研究此类映射,最重要的是研究临界点、临界点轨道及它们的相互关系.我们采用临界点的逆像建立拓扑工具,使用这一拓扑工具分析临界点轨道与临界点的复杂关系,研究临界点逆轨道的运动形态、相应开集的拓扑特征,进而导出系统出现混沌的拓扑特征及它与Lyapunov指数之间的关系.     

大挠度板混沌运动的双模态分析

研究了大挠度矩形薄板受迫振动时的混沌运动,导出了矩形薄板的非线性控制方程;利用Galerkin原理,将其化为二自由度的常微分方程组,从理论上证明了在讨论其混沌运动时可以归结为一个单模态问题;利用Melnikov函数法给出了发生混沌运动的临界条件,揭示出在此类新的非线性动力系统中,同样存在着发生混沌的可能.     

非线性转子系统稳定性量化分析方法

转子轴承系统是一类多自由度非线性动力系统,广泛应用于工程实际．设计观念和维修体制的变革提出了稳定性量化分析的要求．本文利用轨线保稳降维方法提出了转子系统稳定性的量化分析方法．首先,对高维非线性非自治转子系统进行数值积分,将n维空间的轨线映射为一系列一维的映象轨线,并将各自由度的运动方程中除该自由度外的所有状态变量用积分结果代换,得到n个互相解耦,含有多个时变参数的单自由度方程．然后,在一维观察空间的外力位移扩展相平面上定义了动态中心点,研究转子系统中常见的几种运动的动态中心点动能差序列的特点,给出了上述典型运动形式的轨线稳定裕度的定量评估指标,应用灵敏度分析技术快速有效地预测周期运动的倍周期分岔点和Hopf分岔点．以一个具有非线性支承的滑动轴承柔性转子模型为例,证明了该方法的有效性．     

具有饱和脉冲控制的金融系统的稳定与同步

在执行器饱和约束下,文章考虑了一类金融系统在脉冲控制下的稳定性和同步.首先,通过引入一个死区非线性函数表示了脉冲时刻的系统的饱和非线性,得到了饱和脉冲控制下金融混沌系统的局部指数稳定性条件.其次,通过建立饱和脉冲控制器,得到了驱动响应金融系统混沌同步的充分条件.最后,通过一个数值例子验证了结论的有效性.     

不含混沌真子系统的Li-Yorke混沌

研究了一类Li-Yorke混沌系统,该系统没有真子系统是Li-Yorke混沌的,我们称之为混沌极小系统.本文证明混沌极小系统是拓扑传递的,而且该系统每个非空开集都包含一个不可数混乱集.混沌极小系统不一定是极小的,本文构造了一个这样的反例.特别地,我们考察了线段连续自映射,指出该类系统都不是混沌极小的,线段上混沌极小子系统的存在性和该系统有正熵是等价的.     

一类不确定混沌系统的自适应跟踪控制

对一类不确定混沌系统 ,讨论了系统的自适应跟踪控制问题 .基于 Lyapunov函数方法 ,构造出了一类新的自适应控制器 .该控制器的构造简单 ,并能控制着混沌系统的状态全局渐近跟踪预先给定的任何有界轨线 .仿真实例验证了所得控制器的有效性 .     

路面方向扰动下重型汽车的横向稳定性及分岔、混沌运动

针对三轴重型汽车建立了二自由度非线性人-车-路闭环模型,考虑驾驶员控制和路面方向扰动,推导了系统动力学方程．在运用Hopf分岔理论进行分析的基础上,以临界车速为评价指标,通过数值模拟研究了轴距、预瞄距离、载重量、驾驶员控制时滞和轮胎侧偏刚度对转向稳定性的影响,并确定了转向系统的数值稳定范围．另外,还通过分岔图、时程曲线、相轨线、功率谱、Poincaré图和Lyapunov指数研究了不同车速下汽车的非线性动力学响应．结果表明,随着车速的增加汽车可能发生周期运动、拟周期运动及混沌运动,汽车的横向稳定性与车辆和驾驶员参数密切相关.     

参激白噪声作用下蔡电路的脉冲控制

考察了参激白噪声和脉冲信号联合作用下蔡电路的渐近P阶矩稳定性问题,得到该随机脉冲系统的比较系统,从而可由该确定性比较系统的稳定性得到原随机脉冲系统的渐近P阶矩稳定性.并从理论上得到能使该随机脉冲系统渐近P阶矩稳定的参数取值范围,即在稳定区域内取值的参数组合能够用脉冲方法对该随机蔡电路实现混沌控制.最后用数值仿真验证了理论结果的正确性.     

平面不可压缩磁流体动力学五模类Lorenz方程组的动力学行为及其数值仿真

该文研究了平面正方形区域上不可压缩的磁流体动力学方程组五模截断所得到的十维模型的动力学行为问题.首先,利用模式截断方法推导了十模系统,讨论了该方程组定常解及其稳定性,其次,发现了Hopf分叉和混沌,证明了该方程组吸引子的存在性和全局稳定性,最后,给出了系统从分叉到混沌整个过程所呈现的动力学行为演变的详细数值模拟结果,分析了磁性对系统动力学行为的影响.基于分岔图、Lyapunov指数谱和庞加莱截面图,返回映射和功率谱等数值模拟结果揭示了这个低维系统的动力学行为特征.这个新混沌系统通过周期倍分岔过渡到混沌(费根鲍姆途径).     

平面不可压缩磁流体动力学五模类Lorenz方程组的动力学行为及其数值仿真北大核心CSCD

该文研究了平面正方形区域上不可压缩的磁流体动力学方程组五模截断所得到的十维模型的动力学行为问题.首先,利用模式截断方法推导了十模系统,讨论了该方程组定常解及其稳定性,其次,发现了Hopf分叉和混沌,证明了该方程组吸引子的存在性和全局稳定性,最后,给出了系统从分叉到混沌整个过程所呈现的动力学行为演变的详细数值模拟结果,分析了磁性对系统动力学行为的影响.基于分岔图、Lyapunov指数谱和庞加莱截面图,返回映射和功率谱等数值模拟结果揭示了这个低维系统的动力学行为特征.这个新混沌系统通过周期倍分岔过渡到混沌(费根鲍姆途径).