Stochastic period-doubling bifurcation analysis of a Rssler system with a bounded random parameter

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.     

Stochastic period-doubling bifurcation analysis of stochastic Bonhoeffer--van der Pol system

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.     

随机Duffing单边约束系统的倍周期分岔

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     

基于Laguerre多项式逼近法的随机双势阱Duffing系统的分岔和混沌研究

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     

含有界随机参数的双势阱Duffing-van der Pol系统的倍周期分岔

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     

Analysis of stochastic bifurcation and chaos in stochastic Duffing--van der Pol system via Chebyshev polynomial approximation

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.     

一类随机van der Pol系统的Hopf 分岔研究

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     

Stochastic period-doubling bifurcation analysis of a R?ssler system with a bounded random parameter

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.     

基于Chebyshev多项式逼近的随机 van der Pol系统的倍周期分岔分析

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     

随机参数Duffing系统中的随机混沌及其延迟反馈控制

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     

复合随机Duffing系统可靠性分析

基于参数α=2的Gegenbauer正交多项式展开方法,研究了大变异系数情况下复合随机强Duffing体系的可靠性分析问题.应用随机空间的正交多项式展开方法,Edgeworth级数逼近技术求取了强非线性随机振动系统响应的前四阶矩以及概率密度函数.基于首次超越模型,讨论了复合随机强Duffing体系的可靠性分析问题.提出了系统动态可靠度与系统平均可靠度的区别、联系以及各自特点,发展了可靠度数值计算公式.分析计算结果与Monte-Carlo模拟结果较好符合,表明该方法的正确与有效. 关键词： 随机Duffing方程 动态可靠度 平均可靠度 Gegenbauer正交多项式     

不连续导电模式DC-DC变换器的倍周期分岔机理研究

根据一般迭代映射的倍周期分岔定理,从数学上论证了电压型不连续导电模式(DCM) Boost和Buck变换器中倍周期分岔现象产生条件,由此揭示了DC-DC变换器中倍周期分岔现象发生的机理,完善了该类变换器倍周期分岔分析的理论和方法. 关键词： 倍周期分岔 迭代映射 Lyapunov 指数 施瓦茨导数     

大气压氦气介质阻挡放电倍周期分岔及混沌现象的实验验证

采用具有平行电极结构的介质阻挡放电装置,在大气压氦气条件下进行了一系列放电实验,观察了放电波形并对其进行了频谱分析.结果表明,在一定条件下随外施电压幅值的增加,大气压氦气均匀介质阻挡放电会由周期一态放电经周期二态、周期四态放电进入混沌态放电.研究验证了大气压氦气介质阻挡放电经倍周期分岔路径通向混沌的现象,不仅仅出现在数值仿真中,在现实实验中也是确实存在的.     

有界随机噪声激励下软弹簧Duffing振子的安全盆分叉

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     

状态反馈和参数调整控制离散非线性系统的倍周期分岔和混沌

利用系统的状态反馈和参数调节的方法，有效地实现了离散非线性动力系统的倍周期分岔的延迟控制和混沌吸引子中不稳定周期轨道的控制.同时，通过选择合适的调控参数，可以将系统从一个2n周期轨道控制到2m(m关键词： 状态反馈 参量调节 混沌控制 分岔控制     

Duffing单边碰撞系统的颤振分岔

针对碰撞系统中常见的颤振导致的彗尾碰撞问题,引入了彗尾映射的概念,提出了一种有效的研究碰撞系统中颤振现象的数值方法.并以典型的Duffing单边碰撞系统为例,研究了系统中的完全颤振和不完全颤振现象,同时分析了系统的颤振分岔.     

二维Duffing振子的大参数随机共振及微弱信号检测研究

研究了二维Duffing振子在绝热近似条件下的随机共振特性,针对大参数条件,提出二维Duffing振子的大参数随机共振,并探讨二维Duffing振子变尺度随机共振和参数调节随机共振的关联性,揭示大参数条件下Duffing振子随机共振检测特征信号的机理,扩展其在微弱信号检测领域中的应用.     

级联双稳Duffing系统的随机共振研究

研究了级联双稳Duffing系统的随机共振特性, 证明级联双稳Duffing系统变尺度系数、阻尼比和级数等参数的适当调节, 不仅可实现大参数信号的级联随机共振, 而且可优化单级双稳Duffing系统的随机共振特征, 即参数调节的级联双稳Duffing系统能实现比单级双稳Duffing系统更好的随机共振输出. 此外, 级联双稳Duffing系统对方波信号具有良好的滤波整形作用, 可用于实现含噪方波信号的波形恢复. 关键词： 级联双稳Duffing系统 随机共振 变尺度 参数调节     

双频信号驱动含分数阶内、外阻尼Duffing振子的振动共振

本文利用解析和数值的方法研究了由双频周期信号驱动含分数阶内、外阻尼的Duffing振子的振动共振现象,并讨论了分数阶阶数对上述现象的影响. 研究发现：双频周期信号同时驱动的分数阶Duffing振子响应幅值增益Q可随着高频周期激励幅值的改变达到最大值,即出现了和整数阶非线性动力系统相似的振动共振现象,而相应的分数阶导数项则分别为系统提供了内、外两种阻尼力从而导致了系统有效势函数的改变,进而引发了比整数阶动力系统更为丰富的振动共振现象. 关键词： 振动共振 Duffing振子 分数阶阻尼 分数阶系统     

外周期力驱动的倒摆混沌运动演示仪

设计并制作了受周期外力驱动的倒摆演示实验装置．利用自主开发的软件可自动演示和记录摆球运动状态的时间序列并存储实验数据．通过改变摆长、驱动电压，观察到该系统存在通过倍周期分岔通向混沌的过程．