混沌动力系统中Rossler奇异吸引子数值仿真分析

针对非线性动力学理论中的混沌系统的Rossler奇异吸引子,采用三种数值方法求解三阶Rossler微分方程组,用Matlab语言设计了GUI界面,编制了Rossler奇异吸引子的计算机仿真程序,用相轨直接观察法对混沌系统的运动轨迹特性进行可视化分析,验证了混沌动力系统的初值敏感性等基本特性.     

复杂多卷波混沌系统的理论设计与电路实现

双卷波Chua电路的发明第一次在混沌理论与非线性电路之间建立了直接联系.复杂多卷波混沌系统在混沌理论与非线性电路之间架起了桥梁.复杂多卷波混沌系统具有明确的工程应用背景,它的理论设计与电路实现在过去三十年里得到迅猛发展.本文简要的回顾国内外过去三十年在复杂多卷波混沌系统的理论设计与电路实现上的主要研究进展,包括基本理论,设计方法与典型的工程应用,试图推进国内复杂多卷波混沌系统的研究.     

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.     

Conformable分数阶单机无穷大电力系统分岔与混沌研究

基于Conformable分数阶微分定义和Adomian分解算法,设计了Conformable分数阶非线性系统半解析解算法和Lyapunov指数谱算法.采用Lyapunov指数谱、分岔图和吸引子相图分析了Conformable分数阶单机无穷大电力系统中的分岔与混沌现象,揭示了系统状态随参数和微分阶数变化时的规律以及系统走向混沌的道路.Matlab仿真数值模拟结果表明:Conformable分数阶单机无穷大电力系统的动力学特征丰富,系统产生混沌的最小阶数为0.41,系统初值的改变直接影响系统状态,并发现了多涡卷混沌吸引子和共存吸引子,功角失稳是产生多涡卷吸引子的根本原因.研究结果表明了求解算法的有效性与Conformable分数阶单机无穷大电力系统动力学特性的丰富性.     

受扰不确定混沌系统的降阶修正函数投影同步

研究了具有不同阶数的受扰不确定混沌系统的降阶修正函数投影同步问题.基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,设计了统一的非线性状态反馈控制器和参数更新规则,使得混沌响应系统按照相应的函数尺度因子矩阵和混沌驱动系统的部分状态变量实现同步.方法考虑了实际系统中的模型不确定性和外界扰动,具有较强的实用性和鲁棒性.数值仿真证明了控制方法的有效性.     

国际贸易系统中的分数维和最大Lyapunov指数

混沌是一种确定性的非线性运动,它不是随机的但对初始条件敏感依赖,许多领域的研究证实了混沌的存在.应用G-P方法和W o lf算法检验中国进出口贸易的月度序列,数值结果表明国际贸易市场具有非线性和低维混沌,实证为基于系统的混沌特征量建立国际贸易的系统动力学和预报模型提供了理论基础.     

广义同步化流形的Holder连续性

证明了两个不同的混沌系统线性耦合时能实现广义同步化,在一定条件下广义同步化流形是Holder连续的.采用的思想是Temam的无穷维动力系统的惯性流形理论的改进.在线性耦合下两个混沌系统具有吸收集和吸引子的基础上,通过定义在一个函数类上的映射满足Schauder不动点定理,从而得到广义同步化流形,该广义同步化流形具有不变性.又证明了存在分数维的指数吸引子,指数吸引子与广义同步流形的交集具有指数吸引性.数值仿真证实了理论的正确性.在驱动系统和响应系统外引入辅助系统,辅助系统与响应系统的完全同步化表明了驱动系统和响应系统的广义同步化.     

广义同步化流形的Hlder连续性

证明了两个不同的混沌系统线性耦合时能实现广义同步化,在一定条件下广义同步化流形是Hlder连续的.采用的思想是Temam的无穷维动力系统的惯性流形理论的改进.在线性耦合下两个混沌系统具有吸收集和吸引子的基础上,通过定义在一个函数类上的映射满足Schauder不动点定理,从而得到广义同步化流形,该广义同步化流形具有不变性.又证明了存在分数维的指数吸引子,指数吸引子与广义同步流形的交集具有指数吸引性.数值仿真证实了理论的正确性.在驱动系统和响应系统外引入辅助系统,辅助系统与响应系统的完全同步化表明了驱动系统和响应系统的广义同步化.     

多涡旋混沌同步和分数阶混沌同步

为探讨混沌同步现象和相应的动力学特性,研究了两类特殊的混沌系统即多涡旋混沌系统和分数阶混沌系统的同步.为此,设计了一种非线性反馈控制器,实现了多涡旋类Lorenz的混沌吸引子的投影同步;通过改变投影同步的比例系数,获得了与激励系统相对应的状态变量的任意比例输出.此设计还实现了分数阶超混沌系统的状态向量与任意信号的追踪同步,从而控制分数阶混沌信号趋于期望的周期轨道或平衡点,并实现分数阶混沌系统与整数阶混沌系统的异构追踪同步.最后设计了具有分数阶混沌特性的电路,借助仿真实验证实了分数阶超混沌系统的动力学行为.这些研究结果可以应用于许多领域,例如宏观经济系统的数据分析、保密通讯系统分析与设计等.     

基于分数阶滑模控制器的不确定分数阶混沌系统同步

针对具有建模误差和外部干扰的不确定分数阶混沌系统的同步问题,本文通过将分数阶到达律引入滑模控制,提出了一个新型的分数阶滑模控制器.基于Lyapunov稳定理论和分数阶系统稳定理论,分析了被控系统的稳定性.分别以两个分数阶L(u|¨)混沌系统间的同结构同步和分数阶L(u|¨)与分数阶Liu混沌系统间的异结构同步为例进行了数值仿真,仿真结果表明了该控制器的有效性和鲁棒性.     

一类高维混沌模型的动力学分析及数值仿真

利用微分方程与动力系统的基本理论与方法,首先从解析上推导出一类高维混沌模型的全局吸引域和最终界,然后对这个理论结果进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明:该高维混沌模型理论研究的结果是正确的.同时,研究结果为该混沌系统在工程中的应用和电路设计提供了理论依据.     

新三维非线性系统的动力学分析

通过代数方法,构造出来一个具有复杂混沌吸引子的非线性混沌自治三维系统．从理论和数值两方面对吸引子进行了分析和仿真,得到了系统在平衡点处不稳定的参数范围．通过分岔图和Lyapunov指数谱进一步揭示了系统丰富的动力学行为.     

一个具有唯一鞍焦点的三维混沌系统分析

讨论了一个具有唯一鞍焦点的多参数三维混沌系统,该系统包含了Sprott提出的一个最简混沌模型.在特定的条件下得到了Hopf分岔的存在性条件;进一步利用规范型理论获得了决定Hopf分岔方向和分支周期解稳定性的公式,同时利用计算机模拟证实本文的理论分析结果.     

受扰不确定混沌系统的双路组合函数投影同步

研究了具有未知参数和外界扰动的多个混沌系统之间的双路组合函数投影同步问题.首先给出了由四个混沌驱动系统和两个混沌响应系统组成的双路组合函数投影同步系统的定义,然后以Lyapunov稳定性理论和不等式变换方法为分析依据,设计了鲁棒自适应控制器和参数自适应律,使得两路同步系统中的响应系统和驱动系统按照相应的函数比例因子矩阵实现同步,并有效克服未知有界干扰和未知参数的影响.相应的理论分析和数值仿真证明了该同步方案的可行性和有效性.     

一类Lorenz型高维混沌系统的分析

利用微分方程与动力系统的基本理论与方法,首先从解析上推导出一类高维混沌模型的全局吸引域和最终界,然后对这个理论结果进行仿真.理论分析及数值仿真结果表明:高维混沌模型理论研究的结果是正确的.同时,的研究结果为该混沌系统李雅普诺夫吸引子维数的估计提供了理论依据.     

一类混沌系统的函数矩阵投影同步

研究了一类混沌系统的函数矩阵投影同步问题,基于函数矩阵方法,利用Lyapunov稳定性理论和极点配置理论,设计了两个连续混沌系统之间的同步方案,同时设计了两个离散混沌系统之间的同步方案,实现了驱动系统与动态系统按给定的函数矩阵投影同步,并给出了证明,通过对Lorenz混沌系统,和Henon系统的数值模拟,表明了该方法的有效性.     

不确定混沌系统的混合投影同步

本文研究了一类不确定混沌(超混沌)系统的混合投影问题.利用自适应方法和Lyapunov稳定性理论,获得了两个恒同或不同混沌系统实现混沌投影同步的一般方法.最后,数值仿真的结果验证了方法的有效性和鲁棒性.     

水轮混沌旋转的力学机理与能量演化研究北大核心CSCD

为了揭示水轮混沌旋转的生成机制,采用力矩分析方法研究了水轮混沌旋转的力学机理与能量转换问题.把Malkus水轮的数学模型转换为Kolmogorov系统,基于惯性力矩、内力矩、耗散力矩和外力矩的不同耦合模式,利用理论分析和数值仿真相结合的方法,分析探讨了Malkus水轮混沌旋转的主要影响因素和内在的力学机理.研究了水轮系统Hamilton能量、动能和势能之间的相互转换,讨论了能量与Rayleigh数之间的关系.影响水轮系统混沌生成的主要因素是外力矩和耗散力矩.通过分析和仿真得知:力矩缺失模式并不能使系统生成混沌,全力矩模式才能使系统产生混沌,即混沌发生时4种力矩缺一不可,与此同时,只有耗散和外力相匹配时系统才能产生混沌,此时水轮发生混沌旋转.引进Casimir函数分析了水轮系统的动力学行为和能量转换,并估计了混沌吸引子的界.Casimir函数反映了能量转换和轨道与平衡点间的距离,数值结果仿真刻画了它们之间的关系.     

新的分数阶混沌系统及其同步

提出一个新的分数阶混沌系统,该系统含有三个参数,三个非线性项.通过理论分析,给出了分数阶混沌系统存在混沌吸引子的必要条件,通过数值仿真给出了混沌吸引子的图像,接着设计自适应同步控制器和参数自适应律,实现分数阶混沌系统的同步,数值仿真的结果表明设计控制器很好的实现了驱动系统和响应系统的同步.     

时滞机床颤振模型的稳定性和Hopf分支分析

研究了时滞机床模型平衡点的局部稳定性和Hopf分支的存在性,得到了模型平衡点局部稳定的充分条件以及产生Hopf分支的充分条件.并发现当模型中时滞较大时,出现混沌现象.用Matlab进行数值模拟,验证了理论分析的结果.