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相似文献
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1.
马少娟  徐伟  李伟  方同 《中国物理》2006,15(6):1231-1238
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.  相似文献   

2.
马少娟  徐伟  李伟 《物理学报》2006,55(8):4013-4019
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  相似文献   

3.
张莹  徐伟  方同  徐旭林 《中国物理》2007,16(7):1923-1933
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.  相似文献   

4.
马少娟  徐伟  李伟  靳艳飞 《物理学报》2005,54(8):3508-3515
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  相似文献   

5.
倪菲  徐伟  方同  岳晓乐 《中国物理 B》2010,19(1):10510-010510
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.  相似文献   

6.
有界随机噪声激励下软弹簧Duffing振子的安全盆分叉   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
戎海武  王向东  徐伟  方同 《物理学报》2005,54(10):4610-4613
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  相似文献   

7.
吴存利  马少娟  孙中奎  方同 《物理学报》2006,55(12):6253-6260
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  相似文献   

8.
马少娟 《物理学报》2011,60(1):10502-010502
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  相似文献   

9.
孙晓娟  徐伟  马少娟 《物理学报》2006,55(2):610-616
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  相似文献   

10.
冯进钤  徐伟  王蕊 《物理学报》2006,55(11):5733-5739
通过引进平均约束面和平均跃变方程对随机约束系统的约束条件进行处理,把研究随机光滑系统倍周期分岔的Chebyshev多项式逼近的方法运用到随机非光滑系统中,数值研究表明随机Duffing单边约束系统同样存在丰富的倍周期分岔现象,Chebyshev多项式逼近是研究带有约束的随机非光滑动力系统的有效方法. 关键词: 非光滑动力系统 随机Duffing系统 Chebyshev多项式 倍周期分岔  相似文献   

11.
吴勇峰  张世平  孙金玮  Peter Rolfe  李智 《物理学报》2011,60(10):100509-100509
研究非周期信号激励下Duffing振子动力学行为变化特征时,发现处于倍周期分岔的环形耦合Duffing振子系统,在一定的参数条件下,脉冲信号能引起其中一个振子与其他振子运动轨迹间出现短暂失同步的现象即瞬态同步突变现象.利用这种现象可以快速检测出强噪声背景中的微弱脉冲信号,从而扩展了现有的Duffing振子对非周期信号的检测范围及应用领域. 关键词: 瞬态同步突变 微弱信号检测 脉冲信号 Duffing振子  相似文献   

12.
戎海武  王向东  徐伟  方同 《物理学报》2007,56(4):2005-2011
研究了软弹簧Duffing振子在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.推导出系统的随机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叉点.结果表明,由于随机扰动的影响,系统的安全盆分叉点发生了偏移,并且使得混沌容易发生. 关键词: Duffing振子 安全盆 分叉 混沌  相似文献   

13.
Random dynamics of the Morris-Lecar neural model   总被引:1,自引:0,他引:1  
Determining the response characteristics of neurons to fluctuating noise-like inputs similar to realistic stimuli is essential for understanding neuronal coding. This study addresses this issue by providing a random dynamical system analysis of the Morris-Lecar neural model driven by a white Gaussian noise current. Depending on parameter selections, the deterministic Morris-Lecar model can be considered as a canonical prototype for widely encountered classes of neuronal membranes, referred to as class I and class II membranes. In both the transitions from excitable to oscillating regimes are associated with different bifurcation scenarios. This work examines how random perturbations affect these two bifurcation scenarios. It is first numerically shown that the Morris-Lecar model driven by white Gaussian noise current tends to have a unique stationary distribution in the phase space. Numerical evaluations also reveal quantitative and qualitative changes in this distribution in the vicinity of the bifurcations of the deterministic system. However, these changes notwithstanding, our numerical simulations show that the Lyapunov exponents of the system remain negative in these parameter regions, indicating that no dynamical stochastic bifurcations take place. Moreover, our numerical simulations confirm that, regardless of the asymptotic dynamics of the deterministic system, the random Morris-Lecar model stabilizes at a unique stationary stochastic process. In terms of random dynamical system theory, our analysis shows that additive noise destroys the above-mentioned bifurcation sequences that characterize class I and class II regimes in the Morris-Lecar model. The interpretation of this result in terms of neuronal coding is that, despite the differences in the deterministic dynamics of class I and class II membranes, their responses to noise-like stimuli present a reliable feature.  相似文献   

14.
环形耦合Duffing振子间的同步突变   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
吴勇峰  张世平  孙金玮  Peter Rolfe 《物理学报》2011,60(2):20511-020511
以环形耦合Duffing振子系统为研究对象,分析了耦合振子间的同步演化过程.发现在弱耦合条件下,如果所有振子受到同一周期策动力的驱动,那么系统在经历倍周期分岔、混沌态、大尺度周期态的相变时,各振子的运动轨迹之间将出现由同步到不同步再到同步的两次突变现象.利用其中任何一次同步突变现象可以实现系统相变的快速判别,并由此补充了利用倍周期分岔与混沌态的这一相变对微弱周期信号进行检测的方法. 关键词: Duffing振子 同步突变 相变 微弱信号检测  相似文献   

15.
张莹  徐伟  孙晓娟  方同 《物理学报》2007,56(10):5665-5673
讨论了具有有界随机参数的随机Bonhoeffer-Van der Pol系统的随机混沌现象,并利用噪声对其进行控制.首先运用Chebyshev多项式逼近的方法,将随机Bonhoeffer-Van der Pol系统转化为等价的确定性系统,使原系统的随机混沌控制问题转换为等价的确定性系统的确定性混沌控制问题,继而可用Lyapunov指数指标来研究等价确定性系统的确定性混沌现象和控制问题.数值结果表明,随机Bonhoeffer-Van der Pol系统的随机混沌现象与相应的确定性Bonhoeffer-Van der Pol系统极为相似.利用噪声控制法可将混沌控制到周期轨道,但是在随机参数及其强度的影响下也呈现出一些特点.  相似文献   

16.
李爽  李倩  李佼瑞 《物理学报》2015,64(10):100501-100501
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.  相似文献   

17.
There have been many contributions concerned with non-smooth dynamics. The purpose of this study is focused on the global stochastic dynamics of a kind of vibro-impact oscillator under the multiple harmonic and bounded noisy excitations. The well-known cell-to-cell mapping method is firstly developed to investigate the incursive fractal boundaries between the attracting domains of different random attractors, and a specific Poincaré map is then set up to explore the noise-contaminated dynamical transitions in the system. Lastly, the leading Lyapunov exponents and the surrogate tests are used to identify the noise-contaminated dynamics. It is shown that several random attractors will coexist in the phase space of the randomly driven system by adjusting the parameters’ values, and fractal boundaries may also arise between the attracting domains of different random attractors. Under the joint action of the harmonic excitation and the weak bounded noise excitation, the noisy period-doubling process, similar to a deterministic one, can appear in the Poincaré’s global cross-section by increasing the strength of the bounded noisy excitation. Moreover, the noisy periodic, the noisy chaotic, and the random-dominant dynamics are also distinguished from the noise-contaminated signals.  相似文献   

18.
高仕龙  钟苏川  韦鹍  马洪 《物理学报》2012,61(18):180501-180501
推导了分数阶线性振子系统响应的一阶稳态矩的频率不变性和相移特性, 并通过理论分析得出, 在随机共振机制下, 分数阶线性振子对系统响应一阶稳态矩的幅值具有放大作用. 构造Duffing混沌振子检测器, 利用混沌系统对参数摄动的敏感性以及对噪声的免疫能力实现弱信号检测. 数值模拟证实, 该方法可以有效地从噪声背景中将微弱正弦信号检测出来, 并且相对传统的混沌检测方法能显著降低信噪比检测门限.  相似文献   

19.
Duffing-van der Pol振子随机分岔的全局分析   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
徐伟  贺群  戎海武  方同 《物理学报》2003,52(6):1365-1371
应用广义胞映射方法研究了参激和外激共同作用的Duffing-van der Pol振子的随机分岔.以 系统参数通过某一临界值时,如果系统的随机吸引子或随机鞍的形态发生突然变化,则认为 系统发生随机分岔为定义,分析了参激强度和外激强度的变化对于随机分岔的影响.揭示了 随机分岔的发生主要是由于系统的随机吸引子与系统的随机鞍碰撞产生的.分析表明,广义 胞映射方法是分析随机分岔的有力工具,这种全局分析方法可以清晰地给出随机分岔的发生 和发展. 关键词: 随机分岔 全局分析 广义胞映射方法 随机吸引子 随机鞍  相似文献   

20.
戎海武  王向东  徐伟  方同 《物理学报》2008,57(3):1506-1513
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  相似文献   

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