非线性振荡的周期态与混沌态

证明了具有多频激励源混频构成的一阶微分电路也能诞生混沌。一阶非自治动态电路,当仅加入一个激励源时,受迫振荡呈现周期态;当加入多个不同频激励源时,诞生的受迫振荡呈现混沌态;以三个不同频的激励源为例,证明混沌振荡的诞生,仅不过是振荡周期的充分延长。可以用谐波平衡原理与功率平衡定理求微分方程的主谐波解。求解结果的正确性可用仿真相图验证。     

用功率平衡原理分析超外差接收电路

根据谐波平衡原理求出的微分方程中一部份主要谐波成分,以及频域平衡定理求出的各谐波成分相互之间的非线性耦合关系,以偶次项与超外差电路为例,证明网络中3个主谐波的每一成分,复功率各自守恒。差频的功率来自变频元件,全网络每一谐波成份的功率总消耗等于零,与用传统谐波分析法的求解结果是一致的。3个主谐波混频造成的振荡解,其公共基频很低,稳态的总体输出有很长的振荡周期,频谱的分布非常密集。事实上,数值仿真画出的一切振荡解,必然都是离散频谱的周期解。当相点画出的相图还没有完成一个周期时,就显示为非周期性的混沌。     

一类改进的Sprott-J系统的混沌及其不稳定平衡点的控制

利用相图、分岔图、Lyapunov指数谱图和功率谱图等非线性动力学分析方法,分析了一类改进的Sprott-J系统的动力学行为,结果表明系统由混沌态经历倒倍周期分岔进入周期态.然后利用状态反馈和参数调节的方法,将混沌系统中不稳定平衡点控制到稳定的平衡点,数值仿真表明了该方法的有效性.     

对一个含非线性电容的三阶自治混沌电路的分析

本文提出了一个含有非线性电容的三阶自治混沌电路,对其进行理论分析,并利用Matlab进行数值仿真,发现该系统有非常丰富的非线性动力学行为。由分岔图和相图可以看出,该系统状态变化过程是从周期运动进入混沌,然后又由混沌回到周期运动。     

一种含有磁控忆阻器的四阶混沌电路的特征分析

该文提出了一种简单的磁控忆阻器模型,并利用它设计了一个混沌电路。通过数值模拟计算得到了一个三维带状混沌吸引子,且此时忆阻器的伏安特性曲线不是传统的"8"字形。通过计算系统的相图、分岔图和Lyapunov指数谱,发现调节电容参数或忆阻器初始状态可以实现电路系统在混沌态和各周期态之间的转变,发现调节磁通能使系统出现二周期到四周期再回到二周期的奇特分岔现象。该研究工作对利用忆阻器设计混沌电路并应用于密码通信具有积极的参考价值。     

类Henon系统的混沌及其混沌控制

用数值计算的方法研究了类Henon系统,利用系统的分岔图和Lyapunov指数图,说明了系统由周期运动到混沌运动的转迁过程,并画出了处于混沌状态时的相图,然后基于Lyapunov指数的混沌控制方法,将该混沌系统有效地控制到任意期望点上,数值仿真表明了该方法的有效性和可行性。     

一个新的混沌系统及其电路仿真

构造了一个新的三维自治混沌系统,该系统含有两个参数、两个非线性项.通过理论分析、数值仿真、Lyapunov指数谱和分岔图等非线性动力学分析方法分析了系统的丰富的动力学行为.结果表明系统是耗散的,系统存在两个不稳定平衡点,系统的轨线是有界的,当参数满足一定条件时,系统是混沌的.最后根据新混沌系统的数学模型设计具体的实际电子电路,给出系统处于混沌状态时的电路实验相图,与数值仿真结果是一致的.     

一类新的类Colpitts混沌信号发生器

基于Colpitts方程,提出了一种新的三维混沌吸引子.通过改造Colpitts混沌系统归一化方程中的指数项为平方项得到混沌系统.通过相图、Poincaré映射、功率谱以及Lyapunov指数,证明了混沌吸引子的存在性.基于分岔图与Lyapunov指数谱阐述并分析了新型混沌吸引子的基本动力学行为,揭示了系统在参数变化下在不动点、周期态和混沌态等之间转变的物理过程.最后,给出了PSpice仿真实现电路,实验仿真与数值仿真结果一致.     

非线性RLC电路的新解法及数值仿真

给出一类非线性RLC电路的新解法及数值仿真:电路的状态变量表示为相位角简谐函数;电路状态方程的求解归结为相位角对时间的一阶导数的确定;时间自变量与中间变量相位角的关系由响应频率倒数的积分表示;从而算出电路的相轨线、时程曲线、相程曲线、时幅曲线、相幅曲线、幅频曲线、相频曲线和响应周期,数值仿真显示,结果与数值积分法吻合良好。     

广义CH方程的周期波解及数值模拟

用微分方程分支理论和计算机数值模拟方法研究广义CH方程的周期波解.给出了行波系统的分支相图,利用相图的周期轨构造出了周期波解,在数学软件M ap le支持下用计算机进行数值模拟,发现了周期波的两种极限情况,第一种情况是光滑周期波趋于周期尖波,第二种情况是光滑周期波趋于光滑孤立波.这些结果丰富了广义CH方程的研究内容.     

混沌神经元的非线性延迟反馈自适应控制

 利用非线性时间延迟自反馈控制方法,研究单个Hindmarsh-Rose（H-R）神经元模型从混沌动力学模式转变为周期模式的自适应控制问题。在单个H-R神经元模型运动微分方程中的第一个微分方程的右端加上一个三次方的非线性延迟自反馈项,并分别将增益因子和时间延迟作为控制参数,给出混沌神经元动力学模式被控制的分岔图。数值模拟分析发现,在增益因子和时间延迟两个参数组合的一些范围内,混沌放电模式的H-R神经元可被自动控制到某一周期模式。被控制的周期模式大都集中在1,2,3,4,6峰周期或多倍周期模式。延迟时间的选取无特别要求,并不像其他混沌系统所要求的必须和嵌入在混沌吸引子内的某不稳周期轨道的周期相同,延迟控制可自适应地引导混沌放电模式到相应的放电峰峰间隔意义上的周期模式,实现信息识别的目的。     

立方混沌系统的多种目标控制

运用系统变量的状态反馈与参数调整的混合控制策略,对立方混沌系统实施多种目标的混沌控制.理论研究和数值仿真表明:控制方法能实现离散混沌系统的倍周期分岔控制,通过延迟和抑制分岔,确保在较宽的参数范围内达到规则行为;能稳定嵌套在混沌吸引子中的不稳定周期轨道;实现变轨控制,即通过选择合适的调整参数,将系统从一个2n周期轨道控制...     

水平轴风机旋转叶片非线性动力学模型的建立及分析

 对不同风速下水平轴风力发电机旋转叶片的非线性动力学问题进行了研究,将水平轴风力发电机的旋转叶片简化为做定轴转动的柔性旋转悬臂梁,同时考虑叶片的气动力、弹性力和惯性力,建立了脉动风速作用下水平轴风力发电机旋转叶片的非线性动力学模型,利用牛顿定律建立了转动坐标系下叶片的动力学方程,并利用Galerkin离散方法将系统的运动偏微分方程离散为常微分方程。针对1/2亚谐共振-1:3内共振情形,考虑到方程中存在二次非线性项,采用渐进摄动法对该方程进行摄动分析,将其转化为直角坐标下的平均方程。通过数值模拟,得到这种共振情况下的二维相图、三维相图、波形图和频谱图,分析了风速的变化对旋转叶片振动的影响。数值结果表明,随着风速的增大,系统会重复呈现周期运动—混沌运动—周期运动。     

一个光滑Chua系统的反馈混沌控制

对光滑Chua系统的反馈控制问题进行了探讨。借助一个简单的线性反馈控制器可以将受控光滑Chua系统全局渐近稳定到它的平衡点和周期轨道,并且借助计算机技术进行模拟,检验了理论方法的有效性和正确性。     

一种基于改进替代数据法的图形化混沌判据

替代数据法是非线性系统分析的一种有效方法. 该方法不能直接判断信号是否处于混沌状态,而是基于排除法思路,提高混沌识别的置信度. 文中引入一种针对类周期信号混沌识别的伪周期替代数据法,在数值实验中发现了该算法的3个缺陷:一是相空间重构在实际信号分析中效果不佳;二是替代数据直线化;三是检验统计量容错性较差. 针对这些问题分别提出了改进方法. 使用改进算法对不同类别信号（包括由Logistic模型产生的周期信号和混沌信号以及其它典型混沌信号等）进行数据实验. 发现所有混沌信号在各噪声半径下的复杂度都呈线性增长趋势;而周期信号在噪声半径小于0.1时,复杂度的取值保持平稳,噪声半径大于0.1时,复杂度取值开始单调增长. 对数据实验的结果分析表明:在各噪声半径下复杂度的线性增长趋势是混沌信号的共同特征,可作为一种有效的图形化混沌判据.     

航空发动机压气机叶片的非线性振动问题

本文研究了航空发动机压气机叶片的非线性振动问题．将叶片简化为功能梯度材料的悬臂薄壁梁,因为是稳态气流,利用一阶活塞理论来计算气动力．考虑几何大变形的影响,利用Hamilton原理建立了叶片的非线性偏微分运动方程．运用Galerkin方法对方程进行一阶离散得到常微分控制方程．考虑1：1：1内共振情况,利用高阶多尺度法对控制方程进行摄动分析．基于平均方程,通过数值仿真模拟不同气流流速下旋转叶片的动态响应,得到相图、波形图和频谱图．结果表明：气流流速对系统动力学特性有重要影响,随着气流流速的增加,系统会呈现倍周期运动、周期运动、混沌运动等多种复杂动力学行为．     

Sine-Gordon方程的混沌控制

研究了Sine-Gordon方程在广义渐近惯性流形上的常微分方程组（ODE）的混沌控制．引入时滞反馈控制到Sine-Gordon的ODE形式，使得对应的Melnikov函数不再为零．因此横截同宿轨道消失，即受控系统中的混沌运动被镇压．在一定的参数范围，原来的混沌吸引子中不稳定的周期轨道变为稳定的周期轨道．数值模拟结果表明了理论分析的正确性．     

一个新离散系统的混沌控制与反控制

研究了一个含有理分式的离散系统的混沌运动，分析了系统参数对系统稳定性的影响．结果表明，系统在适定的参数下处于混沌状态或周期状态．采用压缩映射方法对系统混沌状态实施混沌控制，运用非线性反馈方法对系统周期状态实施反控制，并利用数值模拟验证了所给方法的有效性．     

Extracting periodic driving signal from chaotic noise

After periodic signals pass through some nonlinear systems, they are usually transformed into noise-like and wide-band chaotic signals. The discrete spectrums of the original periodic signals are often covered by the chaotic spectrums. Recovering the periodic driving signals from the chaotic signals is important not only in theory but also in practical applications. Based on the modeling theory of nonlinear dynamic system, a "polynomial-simple harmonic drive" non-autonomous equation (P-S equation) to approximate the original system is proposed and the approximation error between P-S equation and the original system is obtained. By changing the drive frequency, we obtain the curve of the approximation error vs. drive frequency. Based on the relation between this curve and the spectrums of the original periodic signals, the spectrum of the original driving signal is extracted and the original signal is recovered.     

三个Buffers切换到达系统的混合系统建模和控制

采用被服务Buffer编号为离散标识,Buffer中待处理任务数为连续状态,建立了系统的代数微分方程模型,提出了三个Buffers切换到达系统不稳定周期轨道的一种基于混合状态的镇定控制方法。当Server服务于一个Buffer时,以此状态下在连续周期轨道上对应的2个顶点张成的一维线形子流型滑动目标,仅通过系统许可的对极限连续处理时间的控制,使系统镇定于周期轨道,并从系统的混合模型角度,分析了镇定方法的鲁棒性。