Association of SIB Points with the Non-Degenerate Equilibria of the Extended DAE System

The stability of differential-algebraic equations (DAEs) was analyzed using singularity induced bifurcation (SiB) with one parameter. This kind of bifurcation arises in parameter-dependent DAEs having the form x= f, 0= g. Extended DAE system reduction is introduced as a convenient method to compute the SIB points. Non-degeneracy conditions on the function g are needed. Aften verifying these conditions, the extended DAE system can be solved as an ODE by applying the implicit function theorem near the equilibrium point of the extended DAE system. These equilibrium points in turn include the SIB points of the original DAEs. The study of SIB points enables analysis of power system stability problems.     

基于拓延法电力系统电压稳定性余维二分岔研究

为研究电力系统高维分岔点周期解对电压稳定性的影响,基于Matcont的拓延法以负荷节点处有功功率和无功功率2个参数共同作用,搜索在负荷模型是第一类与第二类动态负荷模型并联的余维二分岔点。结果表明亚临界霍普夫分岔点附近会产生不稳定极限环,倍周期分岔,另一种周期失稳Naimark-Sacker(NS)分岔导致准周期运动,此准周期运动环面破裂会导致混沌发生。双参数分岔研究表明系统余维二曲线上有Bogdanov-Takens(BT)与广义Hopf分岔(GH)。通过周期解分析与时域仿真,指出GH点附近电压不稳定,零Hopf分岔(ZH)电压稳定,首次提出双霍普夫分岔(HH)点为两条Hopf分岔曲线交点。其在扰动后周期解不收敛,HH会到使用系统电压振荡最终失稳。     

一类耦合神经元模型的分岔分析

运用动力系统稳定性理论和分岔理论对两个全同三维神经元模型耦合得到的模型(简称耦合神经元模型)进行了研究.平衡点分析表明,对任意的耦合强度gs,耦合神经元模型总存在一个对称平衡点;当gs变化时,非对称平衡点成对出现或成对消失.分岔分析显示,耦合神经元模型会发生折分岔或Hopf分岔.第一李雅普诺夫系数表明系统发生的Hopf分岔是超临界的且极限环稳定.研究结果有助于探究高维耦合神经元模型的动力学行为.     

由sRNAs调节的时滞基因调控网的稳定性与分岔

以时滞为分岔参数讨论了一类由mRNA,sRNA和蛋白质之间相互作用的基因网模型的稳定性和分岔.利用稳定性和分岔理论,给出了系统稳定和发生分岔的条件,同时数值举例验证了理论分析的正确性。     

糖酵解模型的动力学分析

主要研究了糖酵解模型由产物ADP流出速率常数σ2引起的Hopf分岔,探讨了糖酵解过程中广泛存在的振荡现象产生的原因.首先研究了平衡点的个数,然后利用Lyapunov稳定性定理研究了平衡点的稳定性,最后利用Hopf分岔理论研究了其Hopf分岔.证明了该Hopf分岔是已发现的糖酵解过程中广泛存在的振荡现象(即周期解)产生的原因,即参数σ2在其临界值σ2c处模型会发生超临界Hopf分岔,分岔出稳定的周期解.并利用软件WinPP进行了数值模拟,结果与理论分析相吻合.     

电力系统功角稳定鞍结分岔控制研究

电力系统是典型的非线性动力系统,鞍结分岔是其固有的分岔现象．以一个含励磁控制的简单电力系统为例,运用Matlab数值分岔分析工具箱MATCONT对其进行了单参数分岔分析,成功搜索出了鞍结分岔点,同时双参数分岔结果显示励磁电压对延迟鞍结分岔、提高系统的功角稳定性有着重要的作用．为进一步提高系统的稳定性,设计了一个静态负反馈控制器,MATCONT分岔分析结果表明,加入该控制器可有效延迟系统的鞍结分岔点．     

广义生物经济系统的H_∞控制

基于T-S模糊广义系统控制方法,研究了一类广义单种群生物经济模型的H∞控制问题.依据数学、生态和经济学理论建立一类用微分和代数方程联合描述的广义生物经济模型,并基于微分代数系统理论研究该类生物经济模型发生奇异诱导分岔(SIB)和脉冲行为.构造该系统的广义T-S模糊模型,设计T-S模糊广义系统的H∞控制器,消除系统中存在的奇异诱导分岔和脉冲行为,抑制种群变化,使系统趋于稳定,而且可以使控制能量保持在有界范围内.数值仿真说明了该控制器的有效性.     

电磁感应下HR神经元模型的分岔分析与控制

研究电磁辐射下神经元的放电活动,对神经元相关的病变、控制和治疗具有极大的应用价值。基于理论分析与数值仿真方法,主要研究磁通HR神经元模型的分岔结构及其实现亚临界Hopf分岔稳定性控制。通过数值模拟发现该系统在双参数区域存在加周期1分岔、倍周期分岔与混沌交替现象。此外通过理论分析外界刺激电流的变化下系统平衡点的分布与稳定性,得出该系统存在超(亚)临界Hopf分岔点,并且在亚临界Hopf分岔点附近存在隐藏极限环吸引子。通过运用Washout控制器实现亚临界Hopf分岔稳定性控制,由此消除了隐藏放电现象,从而有助于揭示和理解神经元隐藏放电的产生和转变的内在机制。     

Hopf分岔控制理论在单机无穷大电力系统中的应用

针对一类单机无穷大电力系统,采用Matcont软件搜寻到系统的Hopf分岔点,利用中心流形定理和分岔稳定性指标判定方法确定系统的分岔类型,基于wash-out滤波器原理设计了非线性反馈控制器,通过调节影响系统稳定性的励磁系统等值放大倍数,探讨了控制参数对Hopf分岔类型的影响,并利用Matlab软件对理论结果进行数值模拟.结果表明,当控制参数满足给定条件时,可使原系统的亚临界Hopf分岔变为超临界Hopf分岔,使电力系统结构更稳定.     

电力系统振荡分岔及其稳定性分析

电力系统是典型的非线性动力系统,存在着多种非线性动力学行为,其中分岔是常见现象之一.文章研究周期性负荷扰动的单机无穷大电力系统的主共振分岔和倍周期分岔,由于采用二阶平均法,使得对原系统周期轨道分岔的研究变成对平均系统平衡点分岔的研究.根据平均系统与原系统的对应关系,得到原系统产生主共振分岔和倍周期分岔的条件及其稳定性.研究结果表明,系统周期轨道的个数、类型及其稳定性随着扰动负荷的变化而变化,它们将影响电力系统安全稳定运行.所提出的方法不仅可以分析上述两种分岔,还可分析其它种类的次谐、超谐和超次谐共振分岔.     

Li-Rinzel钙振荡模型的复杂动态

分析了Li-Rinzel钙振荡模型的非线性动态，包括随参数变化时平衡点的类型及其稳定性的变化，从理论上严格证明了系统中振荡现象产生与消失分别是由于平衡点发生supercritical Hopf分岔和subcritical Hopf分岔导致的。当分岔参数c(IP₃)＞0时，系统不会发生静态分岔。通过数值模拟，验证了理论分析结果的正确性。     

低阶大气环流模型的Hopf分岔分析

分析两种情况下低阶大气环流模型的分岔特性,利用多尺度法研究模型的Hopf分岔类型及周期解的稳定性,并通过数值仿真实验验证理论分析的正确性.     

滞育影响下的蜱虫种群动力学模型及分析

目的 研究滞育产生的时间延迟对蜱虫种群动力学模型的影响.方法 分析正平衡点的存在性,并利用中心流形定理和规范形理论,研究分岔周期解的方向和稳定性.结果 给出了滞育对系统稳定性的影响,得到了模型出现Hopf分岔的分岔条件、周期解及其性质.结论 通过实验仿真验证了理论分岔值与数值模拟结果的一致性.     

一类带时滞的SIR传染病模型的稳定性与Hopf分岔分析

研究了一类带有时滞且具有预防接种免疫力的SIR传染病模型.借助特征值理论分析了无病平衡点和地方病平衡点的稳定性,同时以时滞为分岔参数,得出Hopf分岔的条件,进一步应用规范型和中心流形定理得出了关于Hopf分岔周期解的稳定性和分岔方向的计算公式.     

具有垂直传染的离散SIS传染病模型的动力学性质

运用差分方程的稳定性理论和分岔理论研究了一类离散SIS传染病模型.得到了双曲平衡点的类型和稳定性,以及非双曲平衡点产生跨临界分岔和f lip分岔的条件,进一步给出了分岔的生物学解释.     

互联网拥塞控制时滞对偶改进模型及其分岔与非线性稳定性研究

基于霍普夫分岔理论,从增强稳定性的角度出发,提出了一种时滞对偶拥塞控制的改进模型.以通信时滞为分岔参数,研究了改进模型的分岔条件、分岔方向以及分岔周期解的稳定性等动力学特征,揭示了通信时滞影响系统稳定性的物理机制.研究表明,时滞对偶改进模型的非线性稳定性可以定量描述;改进模型能对模型的稳定性进行定量描述,为设计时滞对偶拥塞控制新协议或新算法提供了必要的理论依据.     

电磁场下HR神经元模型分岔分析

电磁场对神经元的放电活动有着重要影响,但是目前还无法精确给出电磁场对神经元放电活动影响的具体关系式。本文运用理论与仿真相结合的方法,分析了在外界刺激电流的变化下系统平衡点的分布与稳定性,理论分析得出该系统存在超(亚)临界Hopf分岔行为,并在亚临界Hopf分岔点附近发现了隐藏吸引子。基于理论分析,数值仿真该系统在Hopf分岔点附近的放电特征,揭示了电磁场下HR神经元模型放电特征转变的内在机制。     

延拓法追踪电力系统机电稳定模型中的二维参数分岔边界

将延拓法应用于追踪电力系统微分-代数联立方程模型的平衡解曲线,并从计算所得的分岔点出发,将延拓法推广应用于求解描述微分-代数联立模型中的鞍结点分岔(SNB)和霍普夫分岔(HB)的非线性代数方程组.这些代数方程组不仅在原理上可适合应用延拓法来计算系统中任意二维参数的分岔边界,而且在形式上保存了电力系统稳定分析中的数据结构的稀疏性.同时,该方程包含系统的临界特征值和右特征向量等特征结构信息,因此,在追踪局部分岔边界的二维参数时,也能获得系统的临界特征信息.最后,以一多机电力系统为例,验证了该方法是可行的.     

具有时滞磁通神经元模型的Hopf分岔分析

利用稳定性理论和中心流形定理等方法研究双时滞磁通神经元模型的稳定性、 Hopf分岔的存在性以及分岔方向和分岔周期解 的稳定性, 并给出部分数值模拟验证所得结论. 结果表明: 在特定时滞范围内模型存在分岔周期解; 时滞的增加可诱导尖峰放电行为.     

具有时滞磁通神经元模型的 Hopf 分岔分析

利用稳定性理论和中心流形定理等方法研究双时滞磁通神经元模型的稳定性、 Hopf分岔的存在性以及分岔方向和分岔周期解 的稳定性, 并给出部分数值模拟验证所得结论. 结果表明: 在特定时滞范围内模型存在分岔周期解; 时滞的增加可诱导尖峰放电行为.