耦合不连续系统同步转换过程中的多吸引子共存

本文研究了耦合不连续系统的同步转换过程中的动力学行为, 发现由混沌非同步到混沌同步的转换过程中特殊的多吸引子共存现象. 通过计算耦合不连续系统的同步序参量和最大李雅普诺夫指数随耦合强度的变化, 发现了较复杂的同步转换过程: 临界耦合强度之后出现周期非同步态(周期性窗口); 分析了系统周期态的迭代轨道,发现其具有两类不同的迭代轨道: 对称周期轨道和非对称周期轨道, 这两类周期吸引子和同步吸引子同时存在, 系统表现出对初值敏感的多吸引子共存现象. 分析表明, 耦合不连续系统中的周期轨道是由于局部动力学的不连续特性和耦合动力学相互作用的结果. 最后, 对耦合不连续系统的同步转换过程进行了详细的分析, 结果表明其同步呈现出较复杂的转换过程.     

耦合帐篷映射混沌同步系统的筛形吸引域

讨论了两个线性耦合的标准帐篷映射混沌同步系统的同步混沌吸引子的吸引域,证明其是筛形吸引域.提出了筛形品质因子的概念,并据之给出了系统的同步混沌吸引子的吸引域发生 从局部筛形到全局筛形的转变的耦合参数临界值.修正了当系统出现筛形吸引域时的横截Lyapunov指数的解析表达式.指出考查筛形吸引域在混沌同步系统中有着重要意义. 关键词： 混沌同步 筛形吸引域 耦合帐篷映射     

通过同步实现"有序+有序=混沌"的例子

研究了连续的混沌系统是否存在"有序+有序=混沌"的现象,研究表明两个吸引子为周期运动的动力学系统经双向耦合达到同步后,同步后的系统可产生混沌态.采用特定参数下的Lorenz系统和Rssler系统作为例子,对连续的动力系统给出了一个"有序+有序=混沌"的例子. 关键词： 混沌 有序 耦合 同步     

简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步

针对简并光学参量振荡器的非线性动力学特点,应用两个简并光学参量振荡器之间的互耦合法,研究了简并光学参量振荡器的混沌反控制与混沌同步。数值模拟了简并光学参量振荡器从周期输出到混沌输出的转换,理论计算了对于不同抽运强度的简并光学参量振荡器实现从周期输出到混沌输出的转化需要的最小互耦合系数。数值分析结果说明,具有不同的抽运强度和互耦合系数的简并光学参量振荡器形成的混沌吸引子不同,只要两个互耦合的简并光学参量振荡器实现混沌输出,这两个简并光学参量振荡器之间就能实现混沌精确同步,根据耦合方式的不同,两个简并光学参量振荡器之间存在两种同步方式,即同向同步和反相同步。     

环形耦合Duffing振子间的同步突变

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     

两个非耦合Hindmarsh-Rose神经元同步的非线性特征研究

利用Hindmarsh-Rose(HR)神经元输出的膜电压作为刺激调整两个具有不同初始条件的非耦合HR神经元的电流输入，通过分析神经元放电峰峰间期(ISI)的分布揭示了两个神经元同步过程轨道演化的机理.在周期信号刺激下，两个具有相同参数原处于混沌状态的神经元可以 实现完全同步，且可以同步到不同于刺激信号频率的周期响应上；两个具有不同参数的神经 元可以实现相位同步，参数差别较小的两个神经元可以相位同步到与刺激信号不同频率的周 期响应上，参数差别较大的两个神经元只可能相位同步到与刺激信号相同频率的周期响应上 .混沌信号刺激两个神经元只可能同步到产生混沌信号神经元的放电模式上，可见混沌刺激 更有利于神经元信息编码与解码.分析两个被调整神经元系统的最大条件Lyapunov 指数(Lmc )与刺激强度k的关系表明当k达到某一阈值时两个系统的Lmc均为负值是两个系统实现同 步的必要条件.平均发放率相同的混沌刺激和周期刺激相比较混沌刺激更容易使两个神经元 实现同步，表明混沌刺激产生的效应更强，该结论与实验结果相符合. 关键词： 放电峰峰间期 同步 相位同步 条件Lyapunov 指数     

耦合分数阶双稳态振子的同步、反同步与振幅死亡

研究了耦合分数阶振子的同步、反同步和振幅死亡等问题. 基于P-R振子在特定参数下的双稳态特性, 利用最大条件Lyapunov指数、最大Lyapunov指数和分岔图等数值方法分析发现, 通过选取初始条件和耦合强度, 可以控制耦合振子呈现混沌同步、混沌反同步、全部振幅死亡同步、全部振幅死亡反同步和部 分振幅死亡等丰富的动力学现象. 基于蒙特卡罗方法的原理, 在初始条件相空间中随机选取耦合振子的初始位置, 计算不同耦合强度下耦合振子的全部振幅死亡态、部分振幅死亡态和非振幅死亡态的比例, 从统计学角度表征了耦合分数阶双稳态振子的动力学特征. 几种有代表性的双稳态振子的吸引域进一步证明了统计方法的计算结果. 关键词： 振幅死亡 吸引域 双稳态     

耦合混沌振子系统完全同步的动力学行为

以耦合Duffing振子为对象，研究了混沌系统进入完全同步态时的一些动力学行为. 在对称耦合情况下，随着耦合系数的变化系统达到各个混沌振子的相轨道完全相同的同步态——完全同步态. 通过计算Lyapunov指数表明，此时系统的前两个横向Lyapunov指数相等，同时系统之间的时间关联表现出明显的规律性. 关键词： Duffing振子 混沌同步 Lyapunov指数     

耦合映射混沌同步系统在加性噪声中的筛形域性态

由于实际系统中噪声不可避免，噪声使得同步混沌吸引子A变成具有一定生存时间<τ>的准稳态吸引子A′.以加性噪声作用下的二维耦合映射混沌同步系统为例，给定系统实验时间长 度T，解析发现：仅当<τ>>2T时准稳态同步混沌吸引子的筛形吸引域才可被定性观察到；而 当<τ><2T时则不复存在，此时，根据原无噪声时的筛形吸引域特征的不同，筛形域不仅可 以转变成时变筛形结构，还可以转变成分形结构.同时利用数值模拟作了进一步验证.该结果 对于二维耦合映射混沌同步系统具有普遍意义. 关键词： 混沌同步 筛形吸引域 瞬态混沌 耦合映射 加性噪声     

强耦合混沌系统中的近似同步

以单向驱动耦合Lorenz振子一维链为研究对象，研究振子间的混沌同步行为. 数值计算结果表明，对于变量y驱动x的耦合方式，在合适的耦合强度下，会出现第一个振子和第二个振子不同步，而与次近邻非直接连接的振子(如第三个振子)近似同步. 进一步研究表明，出现这一现象的原因是在大耦合强度下，对于这种驱动方式，第一个振子和第二个振子间出现驱动单变量近似同步；虽然它们之间未出现所有变量的完全同步，但是驱动信号事实上已经传递下去了. 关键词： Lorenz振子 混沌同步 近似同步     

混沌振子的广义旋转数和同步混沌的Hopf分岔

对应于混沌振子的各个Lyapunov指数,在切空间中定义了广义相位和广义旋转数．广义旋转数和Lyapunov指数相结合,可以更完整地描述混沌吸引子的各个运动模式的运动特征,包括伸缩与旋转．用耦合Duffing振子研究了时空混沌系统在同步混沌失稳时发生的分岔行为．结果表明,耦合振子的同步混沌态可以发生一种Hopf分岔,在Hopf分岔后,系统的功率谱中出现了一个特征频率,其值恰好等于分岔前临界横模的广义旋转数． 关键词：     

Josephson结中混沌孤振子的超辐射

考虑两个耦合的长Josephson结，运用直接微扰法，讨论周期微扰下混沌孤振子的超辐射功率，结果表明：周期微扰下的孤子作混沌运动，当孤子逐渐与周期微扰同步时，辐射功率不断增大，其上限虽受限的有界条件制约，但通常比孤子对的辐射功率更大，理论分析和数值模拟均很好地说明了这一点，这为混沌孤振子的实际应用提供理论依据。     

耦合系统的混沌相位同步

通过引入混沌运动的相位定义分析了线性和非线性耦合参数对两个主共振子系统之间的混沌相位同步的影响.讨论了在近似于主共振条件下,两子系统不同步、不完全相位同步和完全相位同步之间的演化过程,揭示了不同状态相互转化与Lyapunov指数变化之间的关系,指出随着线性耦合力的增加,相位同步效应增强,然而随着非线性耦合力的增加,相位同步效应减弱. 关键词： 相位同步 Rssler振子 耦合 Lyapunov指数     

模态分解法在非恒同耦合系统同步研究中的推广

通过改变耦合函数将模态分解法进行了推广,应用于非恒同耦合系统同步的研究.详细研究了周期吸引子、概周期吸引子等非恒同耦合系统的同步,得到了同步的局部渐近稳定性条件.并进行了数值模拟,发现同步时动力学现象丰富.概周期吸引子耦合系统会出现稳定的周期、概周期同步解,由于耦合周期吸引子耦合系统会出现多个稳定的周期同步解,且其吸引域差别较大,均出现了同步的多值性.同时也验证了该方法的正确性.     

双频驱动混沌系统的相同步和广义同步

研究了双频混沌信号驱动的混沌振子的广义同步和相同步问题.发现了反偏向的相同步和正偏向的广义同步，即响应振子可以优先与驱动强度弱的混沌信号达到相同步，而广义同步则先在驱动强的信号和响应振子间建立起来.对这些行为产生的动力学机理进行了详细地分析. 关键词： 相同步 广义同步 条件熵 平均频率     

耦合混沌系统的相同步：从高维混沌到低维混沌

混沌系统的相同步现象是近几年混沌同步研究的热点,它反映了混沌运动中的有序行为.用分岔树来研究耦合系统相同步的进程,并用Lyapunov指数谱来探讨系统动力学在相同步时从高维混沌向低维混沌过渡的进程.发现了从多个有理同步的时间交替到完全相同步的道路.还 发现了相同步中的混沌抑制及通过倍周期分岔向混沌同步的恢复.此外,研究表明,非对称 耦合可以大大加强耦合系统的相同步,这对实际应用有重要的意义. 关键词： 相同步 分岔树 李指数     

非线性函数耦合的Chen吸引子网络的混沌同步

利用非对称非线性函数耦合混沌同步方法,讨论了Chen吸引子的混沌同步问题,数值模拟分析初始值和耦合强度因子的选择对于实现混沌同步的影响. 将非对称非线性函数耦合同步方法进一步推广发展到完全连接网络和由星形子网络构成的复杂大网络混沌同步的研究中. 提供了确定网络中神经元之间混沌同步状态稳定性的误差发展方程,并讨论各个耦合强度因子对网络同步稳定性过程的影响,给出了相应的稳定性范围. 通过数值模拟证明利用非线性函数作为耦合函数,实现完全连接网络、星形子网络构成大网络的混沌同步是有效的. 可以预测在网络的混沌同步 关键词： 非线性耦合函数 Chen吸引子 混沌同步 网络     

线状铜电极在磷酸溶液中电流混沌振荡的同步行为

研究了恒电位下两个铜线电极在磷酸溶液中的电流混沌振荡行为 ,通过恒定不同的电位数值 ,改变单个电极的电流振荡混沌行为 ,研究了不同混沌间的相互作用 .调整线电极间的距离 ,研究了电极间距对电流振荡行为的影响 .实验中两电极的振荡间呈现了复杂的耦合作用 ,耦合后的频率与耦合前电极原有的频率不同 .两电极的混沌电流振荡中呈现出同步、准周期同步和反相同步等现象 .电极距离一定时 ,振荡波形差别很大的两电极的电流容易呈现反相同步和准周期同步 ,波形差别不大时容易产生同步 .强的耦合导致电极间电流振荡的同步 ,电极距离的加大 ,电极间电流振荡难以产生同步 .对耦合作用机制也进行了探讨     

双驱动布鲁塞尔振子的一些运动性质

以强迫布鲁塞尔振子方程为例,研究了外加第二驱动对振子运动性质的影响:某些有理频率比的第二驱动可以抑制方程的混沌运动,得到周期轨道;而某些无理频率比的外驱动则可以改变方程的运动性质,造成非混沌的奇怪吸引子。     

耦合方式与初始条件结构对分数阶双稳态振子环形网络同步的影响

在由分数阶双稳态振子通过最近邻耦合构成的环形网络中研究了振子的同步与耦合方式以及初始条件结构的关系.通过选择初始条件结构、耦合方式和强度,可以控制网络呈现振幅死亡同步态、振幅死亡非同步态、混沌同步态和混沌非同步态等多种动力学行为.参数平面区域ε3-ε2内的最大条件Lyapunov指数和最大Lyapunov指数的等高线进一步表明,y与z方向的耦合竞争对网络的动力学行为的影响结果敏感地依赖于网络的初始条件结构.