非线性动力系统多重周期解的 伪不动点追踪法1)

提出一种求解非线性动力系统多重周期解的新的思路和方法(伪不动点追踪法),这一方法由寻找非线性动力系统同时存在的各个周期解间的联系入手,引入一个反映系统全局瞬态信息的标量函数,将非线性动力系统求各个周期解的问题转化为此标量函数的寻优问题.文中以布鲁塞尔振子及轴承转子系统为例,顺序求得了T, 2T, 4T,…周期解,从而得到了一些新的现象和结论.     

一种非线性系统周期解的延拓算法

提出了一种非线性系统周期解的延拓算法。指出了非线性系统周期解在分岔点处由于雅可比矩阵奇异而导致一般延拓方法延拓失败问题;然后基于推广的打靶法的思想,将普通延拓算法推广,提出了一种用于周期解延拓的算法。对于非线性动力系统,该算法可以在已知某一参数下的周期解的基础上,求解出在一定参数范围内非线性动力系统的解随参数的连续变化情况。应用该方法对非线性柔性转子-轴承系统的周期解与参数的依赖关系进行了求解,验证了方法的有效性。     

求解非线性动力系统周期解大范围收敛方法

对于多自由度非线性动力系统,提出一种求解周期解的大范围收敛方法,这种算法对处理非线性动力系统有较强的功能。结合数值延拓算法,为求解具有系统参数的非线性动力系统在整个系统参数范围内的周期解提供了有效的方法。     

一种新的求解非线性系统周期解方法

本文利用切比雪夫多项式的若干良好性质,对非自治强非线性动力系统进行分析。将状态矢量在主周期上先展开谐波级数的形式,再将各谐波展开为切比雪夫多项式的形式,从而将求周期解的问题转变为非线性代数方程组的求解问题,得出一种可以方便、迅速地获得近似周期解的解析方法。此方法不依赖于小参数假设,可以用于分析强非线性问题和高维问题,而且对参数激励系统同样有效。以Duffing系统周期解的计算为例,通过与标准谐波平衡方法和四阶Runge-Kutta数值积分结果比较,说明此方法的有效性。     

强非线性动力系统周期解分析

给出一类强非线性动力系统周期解存在性，唯一性和稳定性的简易差别法以及周期解的摄动法。本差别法把问题归结为干扰力在相应的未扰系统振动周期上的功函数及其导数的讨论，其限制条件比现有结果弱。本摄动法可以认为是经典Ｌｉｎｄｓｔｅｄｔ－Ｐｏｉｎｃａｒｅ（Ｌ－Ｐ）法在强非线性振动系统的推广。它与Ｌ－Ｐ法的主要区别在于假设系统的振动频率为相角的非线性函数。     

求解非线性动力系统周期解的改进打靶法

针对有周期解的动力系统边值问题可以转化为初值问题这一特点，改进了周期解的打靶 法数值求解. 在计算边界条件代数方程关于待定初值参数导数的过程中利用前一次 Runge-Kutta方法计算得到的节点函数值并通过再次利用Runge-Kutta方法获得了该导数值. 用此方法求解了Duffing方程及非线性转子---轴承系统的周期解,用Floquet理论判断了 周期解的稳定性,与普通打靶法作了比较,验证了方法的有效性.     

非自治系统用瞬态响应求周期解稳定度的方法

根据Floquet理论关于线性周期系数系统解的性质及稳定性条件 ,定义了衡量非线性非自治系统周期解受扰后的衰减速率指标—稳定度。从动力系统流的概念出发 ,给出了利用非线性非自治系统稳态周期解受扰后的瞬态响应信息计算周期解稳定度的方法。以不平衡滑动轴承 弹性转子系统为例 ,说明了该方法的有效性。将稳定度等于零作为临界判据 ,该方法不仅解决了工频周期解失稳边界的确定问题 ,而且解决了渐进稳定域的估计和抗冲击扰动裕度的计算问题     

非线性动力系统的频率近似法

给出非线性动力系统周期振动的频率近似法，本法将描述动力系统的非线性微分方程，化为以相角为自变量，振动频率为未知函数的积分方程，将弹性恢复力表示为线性及非线性两部分，从而得到积分方程的近似解，即频率的近似表达式。     

一类非自治动力系统超次谐周期解的不存在性

在非线性动力系统的研究中， Melnikov函数被广泛地用来作为微扰哈密顿系统是否发生次谐或超次谐分岔乃至混沌的判 据. 但是在大多数情况下，经典的Melnikov方法往往只给出存在次谐周期解的结论. 产生 该结果的原因被归之为在经典的Melnikov方法中只采取了一阶近似，因而高阶Melnikov方 法被发展用来判断超次谐周期解的存在性. 本文对一类非自治微分动力系统进行了研究，证 明了在这样一类系统中如果存在周期解则只可能是次谐周期解，超次谐周期解不可能存在， 并进一步证明了在一类平面问题中所定义的旋转(R)型超次谐周期解同样不可能存在.作为 该结论的一个应用，文中考察了几个典型的算例，结果表明现有的二阶Melnikov方法判断 平面扰动系统是否存在超次谐周期解的结论是不恰当的，并提供了一个简单的几何上的解释.     

高维周期解支的数值延续算法

本文提出了描述动力系统周期解的一个定解问题，给出其的充要条件，并基于样条函数在Ｇａｕｓｓ点的配置法和伪弧长算法，发展了适合高维、复杂构形、具有极值分侧周期解支的数延续算法。计算了若干非线性常微和偏微分方程组的周期解支，以说明本文数值方法在解题规模，精度上的有效性。     

A New Method for Approximate Analytical Solutions to Nonlinear Oscillations of Nonnatural Systems

This paper deals with nonlinear oscillations of a conservative,nonnatural, single-degree-of-freedom system with odd nonlinearity. Bycombining the linearization of the governing equation with the method ofharmonic balance, we establish approximate analytical solutions for thenonlinear oscillations of the system. Unlike the classical harmonicbalance method, the linearization is performed prior to proceeding withharmonic balancing thus resulting in linear algebraic equations insteadof nonlinear algebraic equations. Hence, we are able to establish theapproximate analytical formulas for the exact period and periodicsolution. These approximate solutions are valid for small as well aslarge amplitudes of oscillation. Two examples are presented toillustrate that the proposed formulas can give excellent approximateresults.     

非线性系统全局动态特性分析的PCM法及其在转子轴承系统中的应用

本文将Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射的思想与胞映射法相结合，提出了可用于高维非线性动力系统全局稳定性分析的新型数值方法：ＰＣＭ（Ｐｏｉｎｃａｒｅ－Ｃｅｌｌ－Ｍａｐｐｉｎｇ）法，和胞映射法相比，新方法在实用上具有明显的优点。为说明ＰＣＭ法的有效性，本文应用此方法对平衡转子轴承非线性动力系统进行了全局稳定性分析，同时给出了一确定状态空间中存在的所有周期解及其吸引域。     

非线性系统周期强迫不平衡响应的稳定性分析

多自由度强非线性系统是工程实际中经常遇见的一类模型,利用非线性动力学分析中的打靶法求解该类系统的周期解,并对Flopuet主导特征值判断周期解的失稳方式,利用该方法对旋转机械中的一个具体模型;双盘县臂柔性转子-非同心型挤压油膜阻尼器（SFD）系统周期强迫不平衡响应的稳定性和分岔行为进行了分析,分析表明,在该系统中存在着第二Hopf分岔、倍周期分岔、鞍-结分岔三种分岔形式。     

Accurate Higher-Order Analytical Approximate Solutions to Large-Amplitude Oscillating Systems with a General Non-Rational Restoring Force

A new approximate analytical approach for accurate higher-order nonlinear solutions of oscillations with large amplitude is presented in this paper. The oscillatory system is subjected to a non-rational restoring force. This approach is built upon linearization of the governing dynamic equation associated with the method of harmonic balance. Unlike the classical harmonic balance method, simple linear algebraic equations instead of nonlinear algebraic equations are obtained upon linearization prior to harmonic balancing. This approach also explores large parameter regions beyond the classical perturbation methods which in principle are confined to problems with small parameters. It has significant contribution as there exist many nonlinear problems without small parameters. Through some examples in this paper, we establish the general approximate analytical formulas for the exact period and periodic solution which are valid for small as well as large amplitudes of oscillation.     

Dynamics of a multi-DOF beam system with discontinuous support

This paper deals with the long term behaviour of periodically excited mechanical systems consisting of linear components and local nonlinearities. The particular system investigated is a 2D pinned-pinned beam, which halfway its length is supported by a one-sided spring and excited by a periodic transversal force. The linear part of this system is modelled by means of the finite element method and subse1uently reduced using a Component Mode Synthesis method. Periodic solutions are computed by solving a two-point boundary value problem using finite differences or, alternatively, by using the shooting method. Branches of periodic solutions are followed at a changing design variable by applying a path following technique. Floquet multipliers are calculated to determine the local stability of these solutions and to identify local bifurcation points. Also stable and unstable manifolds are calculated. The long term behaviour is also investigated by means of standard numerical time integration, in particular for determining chaotic motions. In addition, the Cell Mapping technique is applied to identify periodic and chaotic solutions and their basins of attraction. An extension of the existing cell mapping methods enables to investigate systems with many degress of freedom. By means of the above methods very rich complex dynamic behaviour is demonstrated for the beam system with one-sided spring support. This behaviour is confirmed by experimental results.     

OGY法实现混沌控制的参数辩识研究

给出了在系统方程未知情况下，采用OGY控制策略，通过混沌的部分测试信息辩识控制参数的方法，并对Duffing方程及强迫Brusselator振子方程的参数辩识及混沌控制进行了数值计算；讨论了使用这一方法实现控制时的一些关键问题，给出了实现控制的一些重要参数；发现了对Duffing方程使用同一参数辩识值，可将混沌控制到不同的一倍周期轨道及高倍周期轨道上的新现象。     

强非线性动力系统的频率增量法

提出一类强非线性动力系统的暧时频率增量法,将描述动力系统的二阶常微分方程,化为以相位为自变量、瞬廛频率为未知函数的积分方程;用谐波平衡原理,将求解瞬时频率的积分问题,归结为求解以频率增量的Fourier系数为独立变量的线性代数方程组;给出了若干例子。     

俯仰运动圆柱贮箱中液体的非线性晃动

首次对储仰运动圆柱贮箱中液体的有限幅值晃动问题进行了解析研究。首先建立了描述俯仰和／或偏航运动贮箱中液体晃动的非线性偏微分方程组,而后提出了相应的变分原理,建立了压力体积分形式的Ｌａｇｒａｎｇｅ函数,通过变分方程,最终得到措述俯仰和／或偏航运动圆柱贮箱中液体晃动的非线性动力学微分方程组,该动力学方程组自然满足液体自由表面的运动学和动力学办界条件。而后动用多尺度法求解了所得的动力学方程组,对非线性液     

求非线性动力系统周期解的切比雪夫多项式法

周期运动是一种在客观世界中普遍存在的运动形式,它与混沌运动之间存在十分密切的关系,因而具有很重要的研究价值。利用切比雪夫多项式的若干良好性质,对自治非线性动力系统进行分析,将状态矢量在主周期上展开为切比雪夫多项式的形式,从而将原问题转变为非线性代数方程组的求解问题,得出一种可以方便、迅速地获得周期轨道近似多项式表达式的方法。此方法不依赖于小参数假设,可以用于分析强非线性问题,而且对参数激励系统同样有效。在计算机条件允许时,对高维系统也能迅速、精确地得到其周期轨道的近似多项式表达式。以三维Rossler系统和五维非线性磁浮转子系统周期轨道的计算为例,通过与四阶Runge-Kutta数值积分结果比较,说明此方法的精确、高效性。     

随机最优控制方法识别动力学系统局部非线性

利用随机动态规划方法可以得到线性二次型高斯问题的最优控制解．基于这一结果与系统辨识问题最优控制解的概念,将动力学系统中局部非线性结构参数的辨识问题转化为求解对应线性系统的最优控制问题,利用线性系统随机最优控制的理论与方法,结合FSM（ForceStateMapping）方法,提出了识别动力学系统中局部非线性回复力类型及结构参数的新方法．所研究系统由大的线性子结构与一个或多个非线性子结构组成,其中线性结构的模型参数已知,待辨识量为局部非线性结构参数．