损耗型变形耦合电机系统的混沌参数特性

提出一种考虑两种损耗特性的耦合发电机模型. 与原来的耦合发电机模型相比, 该模型更能反映实际情况. 通过数值计算Lypunov指数谱、分岔图、Poincaré映射等, 分析了系统在各种参数空间的性态变化. 结果显示考虑机械阻尼损耗的耦合发电机模型具有双吸引子, 机械阻尼损耗一方面可以抑制系统混沌, 另一方面却使系统在参数空间具有更复杂的混沌特性, 表征这两种损耗特性的参数对系统动力学行为都有显著的影响.     

Jerk系统耦合的分岔和混沌行为

通过分析耦合的Jerk系统的平衡点及其稳定性,给出了参数空间中不同的分岔集,进而将参数空间划分为对应于各种动力学行为的不同区域.探讨了耦合系统随不同参数变化的动力学演化过程,重点分析了系统耦合强度变化对其动力学行为的影响.揭示了多种运动模式共存及倍周期分岔等各种非线性现象的产生机理.     

非线性传送带系统的复杂分岔

讨论了一类单自由度非线性传送带系统. 首先通过分段光滑动力系统理论得出系统滑动区域的解析分析和平衡点存在性条件; 其次利用数值方法, 对系统几种类型的周期轨道进行单参数和双参数延拓, 得到系统的余维一滑动分岔曲线和若干余维二滑动分岔点, 以及系统在参数空间中的全局分岔图. 通过对系统分岔行为的研究, 反映出传送带速度和摩擦力振幅对系统动力学行为有较大影响, 揭示了非线性传送带系统的复杂动力学现象. 关键词： 传送带系统 滑动分岔 周期运动     

基于单T网络的忆阻混沌电路

利用RC单T选频网络构成的正弦波振荡电路和三次光滑模型忆阻器,通过不同的耦合方式,设计了并联型和串联型忆阻混沌电路.通过分岔图、Lyapunov指数和相图分析了电路的基本动力学特性,观察到了当耦合电容值变化时电路呈现的倍周期分岔、周期窗口和快慢效应等复杂动力学行为.电路仿真得到的实验结果与数值计算结果基本一致.     

周期切换下Rayleigh振子的振荡行为及机理

本文研究了自治与非自治电路系统在周期切换连接下的动力学行为及机理.基于自治子系统平衡点和极限环的相应稳定性分析和切换系统李雅普诺夫指数的理论推导及数值计算.讨论了两子系统在不同参数下的稳态解在周期切换连接下的复合系统的各种周期振荡行为,进而给出了切换系统随参数变化下的最大李雅普诺夫指数图及相应的分岔图,得到了切换系统在不同参数下呈现出周期振荡,概周期振荡和混沌振荡相互交替出现的复杂动力学行为并分析了其振荡机理.给出了切换系统通过倍周期分岔,鞍结分岔以及环面分岔到达混沌的不同动力学演化过程.     

耦合电路系统的分岔研究

研究了由两个非线性电路系统耦合所构成的系统,给出高维系统平衡点的存在性条件和具体解析形式,分析了平衡点的余维1和余维2分岔,并对极限环进行了延拓,得到比较复杂的分岔形式.两个周期运动的子系统在不同的耦合参数下相互作用时,可能导致周期运动、混沌等丰富的动力学行为,通过对耦合前后平衡点的定性分析,得到了在弱耦合情况下平衡点变为中立型鞍点与分岔图出现的不连续现象之间的联系.     

一类含时变间隙的强非线性相对转动系统分岔和混沌

建立一类具有时变间隙的两质量相对转动系统的强非线性动力学方程.应用MLP方法求解出变换参数,并运用多尺度法求解该系统发生1/2亚谐共振时的分岔响应方程,采用奇异性理论分析得到系统稳态响应的转迁集,并且得到系统在非自治情形下的分岔特性以及系统的分岔形态.最后通过数值仿真得到系统在间隙和阻尼参数变化下的分岔和混沌行为,发现随着系统参数变化系统将出现周期运动、倍周期运动以及混沌等多种不同的运动形态.     

分段线性电路切换系统的复杂行为及非光滑分岔机理

分析了分段线性电路系统在周期切换下的复杂动力学行为及其产生的机理. 基于平衡点分析, 给出了两子系统Fold分岔和Hopf分岔条件. 考虑了在不同稳定态时两子系统周期切换的分岔特性, 产生了不同的周期振荡, 并揭示了其产生的机理. 在不同的周期振荡中, 切换点的数量随参数变化产生倍化, 导致切换系统由倍周期分岔进入混沌. 关键词： 分段线性电路 切换系统 非光滑分岔     

一种时延范德波尔电磁系统中的复杂行为(Ⅰ)——分岔与混沌现象

建立了一种可积的无穷维系统——时延范德波尔电磁系统，采用Poincaré映射分析了系统随参数E和λ变化发生的分岔与混沌现象，发现这种时延系统具有复杂的非线性动力学特性，例如吸引子共存、间歇性混沌、类似边界碰撞分岔通向混沌以及周期增加的现象.在研究系统时间混沌行为的同时，还对空间混沌行为进行了初步分析，通过描绘空间分布图发现时延范德波尔电磁系统随参数E和λ变化时，在空间中会呈现出周期和混沌等不同的图案. 关键词： 分岔 混沌 无穷维系统 时延范德波尔电磁系统     

对称双弹簧振子受迫、有阻尼横振动的混沌行为

对受周期外力驱动的对称双弹簧振子进行了研究,建立了系统的动力学方程,用线性稳定性分析方法讨论了平衡点附近邻域的稳定性,利用数值计算并结合多种分析方法,求解非线性方程和判断解的性质.通过改变系统参数,画出时域图、相图及分岔图等.计算分析和数值实验发现,这个简单的力学系统存在十分丰富的动力学行为(分岔、混沌).理论分析和数值实验结果一致.     

一类高维相对转动非线性动力系统的Lyapunov-Schmidt约化与奇异性分析

研究一类高维相对转动非线性动力系统的降维与分岔特性. 在考虑转动系统中间隙非线性影响因素的基础上, 基于广义耗散系统拉格朗日原理, 建立了一类高维相对转动非线性系统动力学模型.采用Lyapunov-Schmidt(LS)约化方法, 通过对高维非线性动力系统进行降维处理, 得到能够揭示系统非线性动力特性与系统参数之间规律的低维等价分岔方程. 运用奇异性理论对分岔方程进行普适开折, 分析了系统的分岔特性.结合实例参数, 对分岔特性进行仿真分析, 得到相对转动非线性动力系统发生动力失稳的参数区域及系统参数对动力失稳的影响规律.     

非线性动力系统分岔点邻域内随机共振的特性

研究了叉形分岔系统和FitzHugh Nagumo(FHN)细胞模型两种非线性动力系统分岔点邻域内 随机共振的特性.研究结果表明：这两种系统在分岔发生时具有由一个吸引子变为两个吸引 子或者由两个吸引子变为一个吸引子共同的分岔特性，即在分岔点的邻域内, 系统在分岔点 的两侧有分岔前吸引子和分岔后吸引子存在，在噪声的作用下，系统的运动除了像传统随机 共振的机理那样在分岔点一侧共存的吸引子之间跃迁，还在分岔点两侧三个吸引子（分岔前 一个吸引子和分岔后两个吸引子）之间跃迁，并且这种跃迁单独诱发了随机共振 ；在两种 跃迁都发生的情况下, 在其分岔点的邻域内，由第二种跃迁诱发的随机共振在引起第一种跃 迁噪声的强度很大的范围内变化仍可维持, 而第一种跃迁诱发的随机共振在引起第二种跃迁 噪声的强度很小的范围内变化即迅速消失. 关键词： 随机共振 吸引子 分岔点 跃迁     

Grazing bifurcation analysis of a relative rotation system with backlash non-smooth characteristic

Grazing bifurcation of a relative rotation system with backlash non-smooth characteristic is studied along with the change of the external excitation in this paper. Considering the oil film, backlash, time-varying stiffness and time-varying error, the dynamical equation of a relative rotation system with a backlash non-smooth characteristic is deduced by applying the elastic hydrodynamic lubrication(EHL) and the Grubin theories. In the process of relative rotation, the occurrence of backlash will lead to the change of dynamic behaviors of the system, and the system will transform from the meshing state to the impact state. Thus, the zero-time discontinuous mapping(ZDM) and the Poincare mapping are deduced to analyze the local dynamic characteristics of the system before as well as after the moment that the backlash appears(i.e.,the grazing state). Meanwhile, the grazing bifurcation mechanism is analyzed theoretically by applying the impact and Floquet theories. Numerical simulations are also given, which confirm the analytical results.     

Stability and Hopf bifurcation of a nonlinear electromechanical coupling system with time delay feedback

The stability and the Hopf bifurcation of a nonlinear electromechanical coupling system with time delay feedback are studied.By considering the energy in the air-gap field of the AC motor,the dynamical equation of the electromechanical coupling transmission system is deduced and a time delay feedback is introduced to control the dynamic behaviors of the system.The characteristic roots and the stable regions of time delay are determined by the direct method,and the relationship between the feedback gain and the length summation of stable regions is analyzed.Choosing the time delay as a bifurcation parameter,we find that the Hopf bifurcation occurs when the time delay passes through a critical value.A formula for determining the direction of the Hopf bifurcation and the stability of the bifurcating periodic solutions is given by using the normal form method and the center manifold theorem.Numerical simulations are also performed,which confirm the analytical results.     

再入飞行器失稳的分叉理论分析与数值仿真验证

飞行器再入大气层时的姿态稳定性事关飞行安全, 是气动设计的关键问题之一.文章采用非线性自治动力系统分叉理论, 耦合求解非定常Navier-Stokes方程和俯仰运动方程, 研究了钝体和细长体两类航天飞行器再入过程单自由度俯仰运动失稳问题.研究表明, 航天飞行器再入时, 如果仅有1个配平攻角, 随Mach数降低, 其配平攻角处的俯仰姿态失稳一般对应于Hopf分叉, 并存在亚临界Hopf分叉和超临界Hopf分叉两种失稳形态; 如果再入时随着Mach数的降低, 其配平攻角由1个演化至多个(一般为3个), 其配平攻角处的俯仰姿态失稳形态将更为复杂, 可能发生鞍结点分叉形态的刚性失稳行为;随Mach数的进一步降低, 其俯仰运动还可能进一步发生Hopf分叉和同宿分叉.      

Bifurcation and Stability Analysis of the Equilibrium States in Thermodynamic Systems in a Small Vicinity of the Equilibrium Values of Parameters

The dynamic behavior of thermodynamic system, described by one order parameter and one control parameter, in a small neighborhood of ordinary and bifurcation equilibrium values of the system parameters is studied. Using the general methods of investigating the branching (bifurcations) of solutions for nonlinear equations, we performed an exhaustive analysis of the order parameter dependences on the control parameter in a small vicinity of the equilibrium values of parameters, including the stability analysis of the equilibrium states, and the asymptotic behavior of the order parameter dependences on the control parameter (bifurcation diagrams). The peculiarities of the transition to an unstable state of the system are discussed, and the estimates of the transition time to the unstable state in the neighborhood of ordinary and bifurcation equilibrium values of parameters are given. The influence of an external field on the dynamic behavior of thermodynamic system is analyzed, and the peculiarities of the system dynamic behavior are discussed near the ordinary and bifurcation equilibrium values of parameters in the presence of external field. The dynamic process of magnetization of a ferromagnet is discussed by using the general methods of bifurcation and stability analysis presented in the paper.     

自适应网络中病毒传播的稳定性和分岔行为研究

自适应复杂网络是以节点状态与拓扑结构之间存在反馈回路为特征的网络. 针对自适应网络病毒传播模型, 利用非线性微分动力学系统研究病毒传播行为; 通过分析非线性系统对应雅可比矩阵的特征方程, 研究其平衡点的局部稳定性和分岔行为, 并推导出各种分岔点的计算公式. 研究表明, 当病毒传播阈值小于病毒存在阈值, 即R₀0^c时, 网络中病毒逐渐消除, 系统的无病毒平衡点是局部渐近稳定的; R₀^c0<1时, 网络出现滞后分岔, 产生双稳态现象, 系统存在稳定的无病毒平衡点、较大稳定的地方病平衡点和较小不稳定的地方病平衡点; R₀>1时, 网络中病毒持续存在, 系统唯一的地方病平衡点是局部渐近稳定的. 研究发现, 系统先后出现了鞍结分岔、跨临界分岔、霍普夫分岔等分岔行为. 最后通过数值仿真验证所得结论的正确性. 关键词： 自适应网络 稳定性 分岔 基本再生数