糖尿病治疗模型中技术时滞诱发的双Hopf分岔

本文研究了利用外部辅助设备来治疗糖尿病的生理模型，其中存在着两个时滞；辅助设备的技术时滞τ1和肝脏的生理时滞τ2。发现由于技术时滞τ1的出现，使模型存在着共振和非共振的双Hopf分岔。应用非线性动力学理论，对由此产生的非共振分岔的动力学行为进行了分类。结果表明，随着技术时滞τ1和糖尿病人患病程度α的变化，利用该模型可以预测不同的医疗结果：血糖稳定（康复）、简单的和复杂的血糖波动。结果对分析、预测、优化糖尿病治疗方案的医疗结果、评估该方案的医疗风险和可行性等有着潜在的应用价值。本文结果的意义在于针对糖尿病患者患病的不同程度，可以定性的调节辅助设备的技术时滞τ1，以达到更好的治疗效果。     

互联网双时滞TCP-RED模型Hopf分岔和Fold分岔的数值分析

利用时滞动力学分析软件DDE-BIFTOOL研究了时滞互联网TCP-RED拥塞控制模型的动力学.传输时滞τ_1可以使得该系统发生Hopf分岔、Fold分岔,使得平均队列长度和到达速率出现近似恒速运动或周期波动,揭示了时滞对其动力学的重要影响.     

神经网络时滞系统非共振双Hopf分岔及其广义同步

本文建立了具有自连接和抑制-兴奋型他连接的两个同性神经元模型。其中自连接是由于兴奋型的突触产生，而他连接则分别对应于两神经元兴奋、抑制型的突触。发现如果有兴奋型自连接就会有双Hopf分岔，而没有时滞自连接时双Hopf分岔就会消失，因此自连接引起了双Hopf分岔。作为一个例子，通过变动连接中的时滞和他连接中的比重，1／√2双Hopf分岔得到了详细研究。通过中心流形约化，分岔点邻域内各种不同的动力学行为得到了分类，并以解析形式表出。神经元活动的分岔路径得以表明。从得到的解析近似解可以发现，本文所研究的具有兴奋一抑制型他连接的两相同神经元的节律不能完全同步而只能广义同步。时滞也可以使其节律消失，两神经元变为非活动的。这些结果在控制神经网络关联记忆和设计人工神经网络方面有着潜在的应用。     

具有非线性控制的Chua电路的混沌同步

Chua电路是一个非光滑系统.本文通过广义哈密顿系统和观测器方法,将具有非线性控制的Chua电路的混沌同步问题转化成研究具有非线性控制的光滑系统的零解稳定性;进而利用滑模控制对该光滑系统的零解稳定性进行了研究,从而使得Chua电路达到了混沌同步.最后,将上述方法应用到具体系统,数值结果也表明其正确性.     

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.     

时滞系统动力学近期研究进展与展望

综述了1999年以来时滞系统动力学在力学、机械工程、航空航天、生态学、生物学、神经网络、激光、电子和信息技术、保密通讯和经济学等领域的研究进展, 总结了其中的研究方法. 通过本文可以看出时滞系统普遍存在于自然和工程实际中, 即使对已经非常熟悉的简单振子,考虑到时滞的影响, 仍有许多问题有待作更深入的理论研究和新现象的发现.针对以往研究中出现的问题, 提出今后几年的发展方向、建议和展望, 同时指出了在理论上急需解决的一些科学问题,例如以时滞反馈控制为中心的控制策略、非线性因素和时滞联合作用的影响、时滞导致的多级分岔使系统呈现出复杂动力学行为、以时滞状态变量耦合为中心构成的网络系统计算模型对系统的影响等问题都是非线性动力学系统所遇到的科学基础问题.