利用单模激光Lorenz系统实现混沌反控制

利用Lyapunov函数方法，对混沌反控制问题进行了研究.以单模激光Lorenz系统和描述心脏搏动的Bonhoeffer-Van der Pol系统为例，设计了一种控制器，成功地使Bonhoeffer-Van der Pol系统混沌化.给出了控制器的具体设计方案以及单模激光Lorenz系统与Bonhoeffer-Van der Pol系统状态之间误差系统的结构.仿真结果表明，在控制器的作用下，Bonhoeffer-Van der Pol系统所有状态变量严格地跟踪了单模激光Lorenz系统的混沌轨迹，对应的相空间中Bonhoeffer-Van der Pol系统的轨迹也由极限环转变为与单模激光Lorenz系统的轨迹完全相同的混沌吸引子，Bonhoeffer-Van der Pol系统严格地跟踪了单模激光Lorenz系统混沌的动态行为.     

含有界随机参数的双势阱Duffing-van der Pol系统的倍周期分岔

讨论简谐激励作用下含有界随机参数的双势阱Duffing-van der Pol系统的倍周期分岔现象.首先用Chebyshev 多项式逼近法将随机Duffing-van der Pol系统化成与其等价的确定性系统，然后通过等价确定性系统来探索该系统的倍周期分岔现象.数值模拟显示随机Duffing-van der Pol 系统与均值参数系统有着类似的倍周期分岔行为，同时指出，随机参数系统的倍周期分岔有其自身独有的特点.文中的主要数值结果表明Chebyshev 多项式逼近法是研究非线性随机参数系统动力学问题的一种有效方法. 关键词： Chebyshev多项式 随机Duffing-van der Pol系统 倍周期分岔     

一类随机van der Pol系统的Hopf 分岔研究

研究了一类随机van der Pol 系统的Hopf分岔行为.首先根据Hilbert空间的正交展开理论,含有随机参数的van der Pol系统被约化为等价确定性系统,然后利用确定性分岔理论分析了等价系统的Hopf分岔,得出了随机van der Pol 系统的Hopf 分岔临界点,探究了随机参数对系统Hopf分岔的影响.最后利用数值模拟验证了理论分析结果. 关键词： 随机van der Pol系统 Hopf分岔 正交多项式逼近     

基于Chebyshev多项式逼近的随机 van der Pol系统的倍周期分岔分析

应用 Chebyshev 多项式逼近法研究了谐和激励作用下具有随机参数的随机van der Pol系统 的倍周期分岔现象.随机系统首先被转化成等价的确定性系统，然后通过数值方法求得响应 ，借此探索了随机van der Pol系统丰富的随机倍周期分岔现象.数值模拟显示随机van der Pol 系统存在与确定性系统极为相似的倍周期分岔行为，但受随机因素的影响，又有与之不 同之处.数值结果表明，Chebyshev 多项式逼近是研究非线性系统动力学问题的一种新的有 效方法. 关键词： Chebyshev 多项式 随机van der Pol 系统 倍周期分岔     

随机参数Duffing系统中的随机混沌及其延迟反馈控制

研究了谐和激励下含有界随机参数Duffing系统(简称随机Duffing系统)中的随机混沌及其延迟反馈控制问题.借助Gegenbauer多项式逼近理论，将随机Duffing系统转化为与其等效的确定性非线性系统.这样，随机Duffing系统在谐和激励下的混沌响应及其控制问题就可借等效的确定性非线性系统来研究.分析阐明了随机混沌的主要特点，并采用Wolf算法计算等效确定性非线性系统的最大Lyapunov指数，以判别随机Duffing系统的动力学行为.数值计算表明，恰当选取不同的反馈强度和延迟时间，可分别达到抑制或诱发系统混沌的目的，说明延迟反馈技术对随机混沌控制也是十分有效的. 关键词： 随机Duffing系统 延迟反馈控制 随机混沌 Gegenbauer多项式     

Lévy稳定噪声激励下的Duffing-van der Pol振子的随机分岔

研究了Lévy稳定噪声激励下的双稳Duffing-van der Pol振子,利用Monte Carlo方法,得到了振幅的稳态概率密度函数.分析了Lévy稳定噪声的强度和稳定指数对概率密度函数的影响,通过稳态概率密度的性质变化,讨论了噪声振子的随机分岔现象,发现了不仅系统参数和噪声强度可以视为分岔参数,Lévy噪声的稳定指数 α 的改变也能诱导系统出现随机分岔现象. 关键词： Lévy稳定噪声 Duffing-van der Pol振子 稳态概率密度函数 随机分岔     

Duffing系统随机相位抑制混沌与随机共振并存现象的机理研究

针对随机相位作用的Duffing混沌系统, 研究了随机相位强度变化时系统混沌动力学的演化行为及伴随的随机共振现象. 结合Lyapunov指数、庞加莱截面、相图、时间历程图、功率谱等工具, 发现当噪声强度增大时, 系统存在从混沌状态转化为有序状态的过程, 即存在噪声抑制混沌的现象, 且在这一过程中, 系统亦存在随机共振现象, 而且随机共振曲线上最优的噪声强度恰为噪声抑制混沌的参数临界点. 通过含随机相位周期力的平均效应分析并结合系统的分岔图, 探讨了噪声对混沌运动演化的作用机理, 解释了在此过程中随机共振的形成机理, 论证了噪声抑制混沌与随机共振的相互关系.     

耦合Duffing-van der Pol系统的随机稳定性及控制

应用拟Hamilton系统的随机平均法和随机稳定化策略，研究了高斯白噪声激励下耦合Duffing-van der Pol系统的随机稳定性及其在半无限长时间内的稳定性控制问题.结果表明，适当地控制参数可有效实现随机稳定化. 关键词： 随机平均法 拟Hamilton系统 Lyapunov指数 随机最优控制     

非周期力在混沌控制中的双重功效

探讨了非周期力（有界噪声或混沌驱动力）在非线性动力系统混沌控制中的影响.以一类典型的含有五次非线性项的Duffing-van der Pol系统为范例,通过对系统的轨道、最大Lyapunov指数、功率谱幅值及Poincar截面的分析,发现适当幅值的有界噪声或混沌信号,一方面可以消除系统对初始条件的敏感依赖性,抑制系统的混沌行为,将系统的混沌吸引子转化为奇怪非混沌吸引子;另一方面也可以诱导系统的混沌行为,将系统的周期吸引子转化为混沌吸引子.从而揭示了非周期力在混沌控制中的双重功效：抑制混沌和诱导混沌. 关键词： 混沌控制 有界噪声 混沌驱动力     

双边约束条件下随机van der Pol系统的分岔研究

利用随机光滑动力系统的Chebyshev正交多项式逼近方法,研究了双边约束条件下随机van der Pol系统的分岔现象.数值研究表明,双边约束随机van der Pol系统中不仅存在着丰富的倍周期分岔现象,还存在非光滑系统中所特有的擦边分岔.着重研究了随机非光滑系统中的擦边分岔,分析了随机因素对非光滑动力系统中擦边分岔的影响.研究表明,Chebyshev多项式逼近也是研究随机非光滑系统动力学行为的一种有效方法. 关键词： 非光滑动力系统 随机 van der Pol系统 擦边分岔 双边约束     

Analysis of stochastic bifurcation and chaos in stochastic Duffing--van der Pol system via Chebyshev polynomial approximation

The Chebyshev polynomial approximation is applied to investigate the stochastic period-doubling bifurcation and chaos problems of a stochastic Duffing--van der Pol system with bounded random parameter of exponential probability density function subjected to a harmonic excitation. Firstly the stochastic system is reduced into its equivalent deterministic one, and then the responses of stochastic system can be obtained by numerical methods. Nonlinear dynamical behaviour related to stochastic period-doubling bifurcation and chaos in the stochastic system is explored. Numerical simulations show that similar to its counterpart in deterministic nonlinear system of stochastic period-doubling bifurcation and chaos may occur in the stochastic Duffing--van der Pol system even for weak intensity of random parameter. Simply increasing the intensity of the random parameter may result in the period-doubling bifurcation which is absent from the deterministic system.     

Stochastic period-doubling bifurcation analysis of stochastic Bonhoeffer--van der Pol system

In this paper, the Chebyshev polynomial approximation is applied to the problem of stochastic period-doubling bifurcation of a stochastic Bonhoeffer--van der Pol (BVP for short) system with a bounded random parameter. In the analysis, the stochastic BVP system is transformed by the Chebyshev polynomial approximation into an equivalent deterministic system, whose response can be readily obtained by conventional numerical methods. In this way we have explored plenty of stochastic period-doubling bifurcation phenomena of the stochastic BVP system. The numerical simulations show that the behaviour of the stochastic period-doubling bifurcation in the stochastic BVP system is by and large similar to that in the deterministic mean-parameter BVP system, but there are still some featured differences between them. For example, in the stochastic dynamic system the period-doubling bifurcation point diffuses into a critical interval and the location of the critical interval shifts with the variation of intensity of the random parameter. The obtained results show that Chebyshev polynomial approximation is an effective approach to dynamical problems in some typical nonlinear systems with a bounded random parameter of an arch-like probability density function.     

基于Laguerre多项式逼近法的随机双势阱Duffing系统的分岔和混沌研究

应用Laguerre正交多项式逼近法研究了含有随机参数的双势阱Duffing系统的分岔和混沌行为.系统参数为指数分布随机变量的非线性动力系统首先被转化为等价的确定性扩阶系统，然后通过数值方法求得其响应.数值模拟结果的比较表明，含有随机参数的双势阱Duffing系统保持着与确定性系统相类似的倍周期分岔和混沌行为，但是由于随机因素的影响，在局部小区域内随机参数系统的动力学行为会发生突变. 关键词： 双势阱Duffing系统 指数分布概率密度函数 Laguerre多项式逼近 随机分岔     

Stochastic and chaotic relaxation oscillations

For relaxation oscillators stochastic and chaotic dynamics are investigated. The effect of random perturbations upon the period is computed. For an extended system with additional state variables chaotic behavior can be expected. As an example, the Van der Pol oscillator is changed into a third-order system admitting period doubling and chaos in a certain parameter range. The distinction between chaotic oscillation and oscillation with noise is explored. Return maps, power spectra, and Lyapunov exponents are analyzed for that purpose.     

Stochastic period-doubling bifurcation analysis of a R?ssler system with a bounded random parameter

This paper aims to study the stochastic period-doubling bifurcation of the three-dimensional R?ssler system with an arch-like bounded random parameter. First, we transform the stochastic R?ssler system into its equivalent deterministic one in the sense of minimal residual error by the Chebyshev polynomial approximation method. Then, we explore the dynamical behaviour of the stochastic R?ssler system through its equivalent deterministic system by numerical simulations. The numerical results show that some stochastic period-doubling bifurcation, akin to the conventional one in the deterministic case, may also appear in the stochastic R?ssler system. In addition, we also examine the influence of the random parameter intensity on bifurcation phenomena in the stochastic R?ssler system.     

Stochastic period-doubling bifurcation in biharmonic driven Dulling system with random parameter

Stochastic period-doubling bifurcation is explored in a forced Duffing system with a bounded random parameter as an additional weak harmonic perturbation added to the system. Firstly, the biharmonic driven Duffing system with a random parameter is reduced to its equivalent deterministic one, and then the responses of the stochastic system can be obtained by available effective numerical methods. Finally, numerical simulations show that the phase of the additional weak harmonic perturbation has great influence on the stochastic period-doubling bifurcation in the biharmonic driven Duffing system. It is emphasized that, different from the deterministic biharmonic driven Duffing system, the intensity of random parameter in the Duffing system can also be taken as a bifurcation parameter, which can lead to the stochastic period-doubling bifurcations.