混沌系统延迟反馈控制的理论与实验研究

综述了近年来控制混沌的延迟反馈控制技术------DFC控制的相关进展,总结了延迟反馈控制在不动点和不稳定周期轨道镇定方面的局限性和可控性研究的理论成果,介绍了延迟反馈控制在电子线路和磁弹性梁混沌控制方面的实验,并对延迟反馈控制技术未来的研究方向和发展前景进行了预测和展望。      

二维稳定流形的自适应推进算法

稳定和不稳定流形是研究动力系统全局特性的重要工具. 一般系统的稳定和不稳定流形的曲率在全局范围内会有明显变化,应根据流形曲率的变化采用不同尺寸的网格单元计算全局流形. 然而在现有二维流形算法中,流形网格单元的尺寸在全局范围内是统一的. 为持续有效地计算全局稳定流形,提高计算网格对流形曲率变化的适应性. 本文在偏微分方程算法的基础上提出一种二维稳定流形的自适应推进算法. 该算法的基本思想是根据稳定流形曲率的变化自适应地调整网格单元的尺寸. 该算法首先在系统的稳定特征子空间中确定稳定流形的一个初始估计,该初始估计的网格单元尺寸设置为初始大小. 然后根据稳定流形网格前沿的曲率特点自适应地产生新的备选网格单元,继而根据相切性条件更新备选点的坐标,并将距离平衡点最近的备选点接受为已知点,最后更新稳定流形网格的前沿并自适应地产生新的备选网格单元,通过这个迭代过程使流形网格自适应地向前推进. 本文算法通过引入流形单元尺寸自适应,成功实现了洛伦兹流形和类球面流形的计算,并与偏微分方程算法进行了对比,结果表明自适应推进算法的流形计算单元的尺寸可在全局范围内根据流形曲率自适应地调整. 利用自适应推进算法计算二维稳定流形,可实现稳定流形的自适应推进.      

On properties of hyperchaos: Case study

Some properties of hyperchaos are exploited by studying both uncoupled and coupled CML. In addition to usual properties of chaotic strange attractors, there are other interesting properties, such as: the number of unstable periodic points embedded in the strange attractor increases dramatically increasing and a large number of low-dimensional chaotic invariant sets are contained in the strange attractor. These properties may be useful for regarding the edge of chaos as the origin of complexity of dynamical systems. The project supported by the National Natural Science Foundation of China     

圆筒连续型水轮混沌旋转的力学机制与能量演化

混沌水轮是展示混沌现象的典型力学装置,国内外众多学者对其进行了深入的研究．本文探讨了圆筒连续型水轮混沌旋转的力学机理与能量转换问题．把圆筒连续型水轮的数学模型转换为Kolmogorov系统,基于惯性力矩、内力矩、耗散力矩和外力矩的不同耦合模式,利用理论分析和数值仿真相结合方法,分析探讨了圆筒连续型水轮混沌旋转的主要影响因素和内在的力学机制．研究了水轮系统哈密顿能、动能和势能之间的相互转换．讨论了能量与Rayleigh数之间的关系．引进Casimir函数分析水轮系统的动力学行为和能量转换,并估计混沌吸引子的界．Casimir函数反映了能量转换和轨道与平衡点间的距离,数值仿真结果展现出它们之间的关系．     

The phase dynamics method with applications to the Swift-Hohenberg equation

The phase dynamics method has been used to understand in a heuristic way the stability of periodic patterns and the dynamics of slow relaxation to periodic patterns. We attempt to give a rigorous mathematical foundation of the phase dynamics method through some simple model equations.     

Invariant Manifolds for Random Dynamical Systems with Slow and Fast Variables

We consider random dynamical systems with slow and fast variables driven by two independent metric dynamical systems modeling stochastic noise. We establish the existence of a random inertial manifold eliminating the fast variables. If the scaling parameter tends to zero, the inertial manifold tends to another manifold which is called the slow manifold. We achieve our results by means of a fixed point technique based on a random graph transform. To apply this technique we need an asymptotic gap condition.      

关于力学系统的对称性与不变量

本文综述了近10年来关于力学系统的对称性和不变量的研究所提出的新概念、新理论,主要包括经典Noether对称性的微分几何描述、高阶Noether对称性、Lie对称性,拟对称性和伴随对称性以及与之相应的不变量,关于非保守系统的高阶Noether对称性和Lie对称性的结果属首次公布。     

Bifurcations of traveling wave solutions and exact solutions to generalized Zakharov equation and Ginzburg-Landau equation

This paper studies the dynamic behaviors of some exact traveling wave solutions to the generalized Zakharov equation and the Ginzburg-Landau equation. The effects of the behaviors on the parameters of the systems are also studied by using a dynamical system method. Six exact explicit parametric representations of the traveling wave solutions to the two equations are given.     

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。     

Simplified predictive criteria for the onset of chaos

Two alternative criteria for predicting the onset of chaos are presented. Both are based on the notion that it is the interaction between a stable and nearby unstable limit cycle pair in the phase space that disrupts the stable motion, thereby producing chaotic behavior. The first criterion is based upon an intersection of the unstable and stable limit cycle orbits in the phase plane. The second criterion proposes that an energy equivalence between the stable and unstable limitcycles may be responsible for the loss of periodicity of the stable motion. Both criteria are tested numerically using three distinct softening spring oscillators and their predictive capabilities are discussed. The results of this study, particularly for the energy criterion, are encouraging.     

无穷维动力系统中惯性流形和吸引子

本文综述了无穷维动力系统近年来的发展概况,系统地介绍了它的理论基础以及有关结果,最后就无穷维动力系统发展趋势和意义作了一些讨论.     

混沌的抑制研究进展综述

综述了抑制混沌的４种主要方法:加随机噪声、加周期摄动、加动力吸振器和加输出变量反馈．概括了各种方法的一般形式,列举了各种方法应用的例子,还指出一些尚待研究的问题．      

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。     

控制混沌振动的局部逆系统算法

研究用局部逆系统方法控制混沌。将逆系统控制律局部线性化建立了局部逆系统控制律关分析了在控制混沌振动中的适用性,通过数值算例与逆系统方法进行了比较并讨论了控制方案的鲁棒性。