四维超混沌Lorenz系统的Hopf分岔

研究四维超混沌Lorenz系统的Hopf分岔问题,给出系统存在Hopf分岔的条件,利用规范型理论,进一步研究系统Hopf分岔点的数学特性,包括分岔周期解、分岔周期解的周期、分岔周期解的分岔方向和稳定性等的数学表达式.最后借助数值模拟证实理论分析的正确性.     

心脏搏动模型的Hopf分岔

为了探索心脏自律活动复杂动力学行为的形成机制,本文研究外力刺激与参数扰动下心脏搏动模型的Hopf分岔问题.首先,给出系统存在Hopf分岔的一组充分条件;其次基于复规范型理论,细致刻画了Hopf分岔方向、分岔周期解及其稳定性态;最后借助数值模拟验证了理论分析结果.     

Lorenz-84系统的分岔与数值分析

基于Lorenz系统的动力学研究,综合运用严格的数学理论分析Lorenz-84系统的平衡点分岔并数值模拟其动力学行为。首先研究系统平衡点及产生分岔的条件;其次借助系统的Lyapunov指数谱、分岔图、相图以及Poincare映射对其复杂的动力学行为进行研究,验证了该系统的混沌吸引子特征。这些分析表明该系统不仅能够发生平衡点分岔,而且在一定的参数区域存在混沌状态。     

一类分段线性自突触神经元模型的分岔分析

研究了带有突触电导和门控阈值的McKean模型,给出系统平衡点存在与稳定的参数条件,理论分析系统的Persistence边界平衡点分岔和non-smooth fold边界平衡点分岔,并通过在切换面附近引入广义Jacobi矩阵,理论推导系统发生不连续Hopf分岔的参数条件,进而讨论系统跨边界极限环的存在性,数值仿真验证理论推导的可靠性.基于跨边界极限环半径随参数变化而变化,为了解变化过程中极限环与边界的位置关系,该文通过数值分析得到极限环与边界发生擦边分岔的参数阈值.     

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.     

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.     

超音速气流中受热壁板的非线性动力学分析

研究了超音速气流中受热壁板的非线性动力学行为.用规范型方法研究了受热壁板由于Hopf分岔产生的颤振.数值模拟验证了理论分析的结果.利用Runge-Kutta方法对系统进行了计算,给出了系统的相图、分岔图,发现该模型存在混沌运动.当系统参数变化时,该系统可经过倍周期分岔进入混沌或产生阵发性混沌.     

Ghostburster神经元系统的稳定性与Hopf分岔

考虑一类弱电鱼椎体的神经元细胞Ghostburster系统模型, 首先用数值计算方法给出该神经元系统的平衡点, 通过分析平衡点附近Jacobi矩阵对应的特征值, 分析平衡点附近的稳定性及其类型. 其次, 用Hopf分岔存在性理论及其分析方法给出该系统模型Hopf分岔的方向及分岔周期近似解和近似周期. 结果表明, 当系统参数控制在一定范围内时, 系统模型产生了亚临界Hopf分岔, 并出现周期逐渐增加且不稳定的周期解轨道. 最后, 利用MATLAB等数学软件给出理论分析对应的数值模拟结果, 模拟选取树突膜钾离子电流最大电导和胞体膜注入电流的相关参数作为分岔参数, 考察系统在单参变化下的动力学行为.     

一类三自由度强非线性系统的动力学分析

根据中心流形理论对一类三自由度强非线性动力系统降维,研究其稳定性及分岔特性,并用Matlab模拟出其分岔图及Lyapunov指数图,从而研究此系统中不同参数对系统稳定性及分岔的影响,为永磁同步电机动力系统参数设计提供参考.     

Lü系统的Hopf分岔反控制研究

分析了Lü系统平衡点的非线性动力学性质,根据Hopf分岔产生的条件,设计控制器,使原系统不稳定的零平衡点产生极限环.对原系统的非零平衡点,该控制器也使其在一个更大的参数区域,在所期望的位置产生Hopf分岔.基于中心流形定理和规范型理论求得的稳定性指标保证了分岔解的稳定性.因此,该控制器成功地实现了Lü系统平衡点的Hopf分岔反控制,并且原系统的平衡点并未改变.最后,通过数值模拟来验证理论分析的结果.     

电系统背景下广义系统的分岔与结构稳定性

分析了电系统中应用广义系统理论进行稳定性分析可能遇到的问题,给出了适合于电系统研究需要的广义系统结构稳定性定义及其判据,分析了广义中快、慢子系统分岔对系统结构稳定性的影响,得到了快子系统的Hopf分岔、鞍结分岔都会导致系统结构失稳的结果。     

立方非线性机翼非零平衡点极限环颤振的研究

本文深入研究了在不可压缩流中有立方非线性刚度的二元机翼颤振系统关于非零平衡点发生Hopf分岔的情形.采用中心流行理论对原系统降维得到分岔点处中心流形约化方程,再对约化方程进行化简得到Hopf分岔的A规范形,应用谐波平衡法分析广义气流速度对机翼颤振系统分岔特性的影响,并研究了系统参数对非零平衡点极限环颤振的影响.     

电磁辐射下HR神经元模型的分岔分析

运用理论与仿真相结合的方法,分析了电磁感应下改进的HR神经元模型的动力学特征.由于系统的关键参数与外刺激电流的变化对系统动力学行为有重要的影响,因此分析了外界刺激电流对系统平衡点分布的影响,发现了多值平衡点区域.在此基础上,对系统进行鞍结分岔分析,探讨了关键参数对系统临界鞍结点分布的影响,同时分析了系统Hopf分岔及其分岔类型与分岔出的周期解的稳定性,并与数值模拟相结合验证了上述的理论分析,从而揭示了系统所具备的复杂的放电特征.     

一类分数阶非线性金融系统的复杂度仿真研究

利用混沌与分岔理论研究了一类分数阶金融系统的混沌动力学行为.首先,分析了该系统的稳定性、平衡点.其次,借助预估校正法,得到了关于微分阶数储蓄量、投资成本和商品需求弹性的分岔图、相图和时间历程图,由分岔图和相图可知该系统会出现非常复杂的动力学行为,利用混沌与分岔理论进一步研究了不同参数配比的相关问题,分别模拟了各金融指标对分数阶金融系统复杂性演化行为的影响,得出了一些有意义的结果,可以为经济金融管理部门对金融系统调控提供理论依据.     

双侧增加的分段线性不连续映射的边界碰撞分岔

利用Leonov方法研究了一类左右2侧都增加的分段线性不连续映射的动力学行为.通过调节系统的重要参数l,借助理论分析和数值仿真发现映射存在周期数成等差数列增长的加周期现象,也存在混沌和发散现象; 通过推导周期轨道的边界碰撞分岔曲线,确定了稳定周期轨道区域.根据高复杂度水平周期轨道的边界碰撞分岔曲线,结合双参数分岔图,解释了加周期现象和周期叠加现象.     

LV型电子商贸网站竞争系统的全局结构

考虑一类二维竞争系统,其描述了两个相似电子商贸网站之间的市场竞争,这种竞争带有特殊的Winner-takes-all现象.研究了竞争系统推广的LV型系统,运用常微分方程定性理论和分岔理论得到了它的全局结构和分岔像图.说明了在不同参数条件下,网站竞争所出现的不同结果.     

一维复Ginzburg-Landau方程的分岔及其精确行波解

利用动力系统分岔理论,研究了一维复Ginzburg-Landau(CGL)方程的分岔及其精确行波解.通过行波变换将非线性发展方程转化为二维平面动力系统,利用定性分析的方法,得到了该系统在不同参数条件下的所有分岔相图.借助非线性偏微分方程的行波解与对应的常微分方程的轨道的关系,通过行波系统的首次积分,获得了一维CGL方程的所有有界行波解的显示参数表达式.     

非对称型SD振子的混沌阈值

基于SD振子,建立了非对称型SD振子模型及其运动方程,其中非对称型振子具有无理恢复力,无法利用常规的非线性方法研究其混沌阈值.为了研究系统的混沌运动,基于分岔的强等价理论,构造了一个与原系统拓扑等价的光滑近似系统,得到了未扰系统同宿轨的解析表达式.在阻尼和外激励的作用下,利用Melnikov方法得到了系统的混沌边界值.最后,利用分岔图和数值模拟研究了近似系统和原系统的混沌运动,验证了理论推导的正确性.     

一类三稳态系统确定性及随机分岔现象分析

非线性系统的随机行为与其确定性行为有密切联系,双稳态系统与三稳态系统的确定性行为有本质区别,其随机P分岔有明显区别.针对确定性分岔定性相同的系统,开展了广义van der Pol方程确定性分岔及随机P分岔现象的理论与实验研究.结果表明:确定性分岔相同的系统,其随机P分岔行为不一定相同;确定性情况下,系统中存在三稳态现象;在随机激励情况下,稳定系数、噪声强度都会导致随机P分岔产生;稳定系数不变情况下,噪声强度变化能最多导致4次随机P分岔现象.     

神经元Chay模型的动力学分析

研究了神经元Chay模型的动力学.首先在Mathematica软件的辅助下找出系统在给定参数下的平衡点,并根据其Jacobian矩阵得到平衡点的稳定性.然后利用Hopf分岔理论得出Hopf分岔的存在性,并且利用Hopf分岔分析得出分岔方向和分岔周期解的稳定性.最后使用WinPP软件给出了支持理论分析的数值模拟.结果表明:Chay模型存在唯一平衡点,在系统控制参数的变化下,产生超临界Hopf分岔,系统由存在稳定的周期解和不稳定的平衡点过渡为周期解消失,平衡点渐近稳定.因此,Ca2+对神经元细胞的影响是巨大的.