耦合分段线性系统完全同步的一种途径

目的 研究耦合分段线性映射的集体动力学行为随耦合强度的转迁过程及途径,进一步解释耦合系统同步过程的相变动力学。方法 通过计算耦合系统最大Lyapunov指数、平均序参量和同步概率刻画耦合分段线性映射的集体动力学行为与特征。结果与结论耦合系统集体动力学呈现出混沌部分同步、周期同步集团、周期同步集团共存等丰富的动力学行为。研究表明,周期同步集团由2个共存的周期吸引子组成,且周期轨道是原系统的不稳定周期轨道,在局部非线性动力学项和空间耦合项相互作用下不稳定轨道达到动态平衡。结果揭示了在耦合分段线性映射系统中存在由周期同步集团共存到完全同步的一种新的转迁途径。     

非局域耦合帐篷映像中的完全同步周期态

研究了非局域耦合帐篷映像中的周期态,通过计算耦合系统的信息熵和同步序参量,发现系统中存在两类周期态,即非同步周期态和完全同步周期态。非同步周期态在空间呈现连续的波型分布,时间上也呈现周期性。其空间周期随着耦合半径的减小而减小,时间周期随系统参数的改变而变化。当完全同步态出现时,系统中各格点的动力学状态同步到单映像的非稳定周期态,这与以往的耦合系统中系统同步于单映像的稳定周期轨道有所不同。这类同步态的出现归因于格点间的动力学耦合,可以模拟神经元间触突耦合的丰富放电行为。     

相互耦合法实现光学二次谐波系统混沌同步

提出了利用相互耦合法实现恒定泵浦场二次谐波系统混沌控制和同步的方法.利用相互耦合法,选择合适的耦合系数可以实现两个不同的初始条件下二次谐波系统的混沌周期态同步.数值计算结果表明,在一定的泵浦强度下,这两个二次谐波系统尽管初始条件不同,在确定的参数范围内,通过调整相互耦合系数,可以将两个系统从混沌状态控制到周期同步态.这种方法为实现多个二次谐波系统和高次谐波系统的混沌控制和同步打下了良好的基础,对混沌保密通信工作具有重要的意义.     

Henon映射混沌系统的间歇控制与同步

研究了不同参数的Henon映射混沌系统在关联耦合基础上的间歇控制同步问题.在选择合适的间歇控制周期和关联耦合系数的情况下,可以用很小的控制代价获得满意的同步结果;仿真结果验证了其有效性.     

随机时滞系统周期间歇控制同步

基于一种不连续的控制方法——周期间歇控制法,研究随机时滞系统的全局同步问题,得到随机时滞系统均方意义下全局同步的一般性准则.结合Lyapunov稳定性理论,对上述问题进行严格的理论分析,数值仿真结果表明了该方法的有效性.     

一类非线性系统的非周期间歇H∞同步

基于H_∞控制理论研究一类非线性系统的间歇H_∞同步问题.针对间歇控制具有切换控制的特征,通过构造时变切换的Lyapunov函数并结合凸组合技术,分析误差系统的稳定性和L2-增益性能;基于线性矩阵不等式技术,设计非周期间歇H_∞同步控制器;用数值例子验证所提出方法的有效性.与以往结果相比,本文提出的间歇控制窗口宽度和休息窗口宽度是可变的,即非周期间歇控制,而且新提出的Lyapunov函数在闭环和开环模式上都是非增的,保证同步误差系统是内指数稳定并且具有规定L2-增益.     

耦合Lorenz振子的同步混沌分岔

研究了时空混沌系统－淹合Lorenz振子同步混沌的分岔行为,当非对称耦合参数达到临界值,耦合系统的同步混沌态发生Hopf分岔,在同步混沌态上迭加一个周期行波。分岔点的参数可由计算Lyapunov指数得到,分岔产生的行波频率等于分岔前临界横模的广义旋转数。继续增加非对称耦合参数,系统经历准周期、混沌到周期运动的变化。在这个过程中同步混沌发生Hopf分岔时产生的周期行波始终存在。     

电磁感应下胰腺β细胞的放电及同步分析

细胞内外离子的变化会影响细胞膜电位的变化,产生电磁场的分布.以胰腺β细胞神经元为基础,建立一个由忆阻器实现神经元的磁通量与膜电位之间耦合的四维神经元模型.分析了反馈增益k 1对胰腺β细胞放电模式的影响,得到了不同分岔行为及相应条件.对神经元添加相应外部电刺激Ie xt,考察了其对神经元放电模式的影响,选择合适的参数,进行数值模拟,结果表明系统存在加周期分岔,逆加周期分岔与倍周期分岔之间相互转换,呈现静息态-周期峰-混沌-周期簇放电模式的转迁.分析了磁通耦合胰腺β细胞的同步特性,利用同步差原理,推导出了系统达到同步状态的条件.同时对系统进行双参数分析,分析结果表明,当系统处于弱耦合强度时,随着耦合强度的增加,系统将逐渐达到同步状态,说明在弱耦合强度下增大耦合强度对系统的同步有促进作用.继续增加耦合强度达到一定范围反而不能促进系统达到同步,验证了耦合强度与系统达到同步的关系.     

Lorenz系统的混沌同步

利用相互耦合同步法实现了Lorenz系统的混沌同步,该方法在参数不匹配的情况下失去了同步.用相互耦合法和自适应控制同步法在Lorenz混沌系统中实现了参数不匹配情况下的混沌同步.在一个参数不匹配,甚至参数相差很大的情况下,均能使Lorenz系统达到同步.     

基于间歇控制的纯时滞混沌系统的拟同步

采用周期间歇控制研究了参数适配条件下纯时滞系统的混沌拟同步问题。证明了在适当的控制条件下两个耦合纯时滞系统的同步误差可以被限制在包含原点的一个小区域内,并给出拟同步的充分条件和相应的误差估计;并通过数值模拟验证了理论结果的有效性。     

时滞离散动态网络的牵制同步

在网络数字化迅速发展的今天,由于计算机模拟和计算使得离散动力系统在许多科学和工程领域中得到广泛的应用,如图像处理、系统识别等,因此离散系统的同步问题依然是当今研究的热点。本文基于牵制控制法、Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式等方法,研究了具有时滞的非线性耦合的离散时间复杂系统在牵制控制下的同步问题,并给出了同步准则。进一步,利用Rulkov混沌系统验证了同步准则的有效性。     

电容器耦合约瑟夫森结连接的Chua电路的同步控制

混沌现象是自然界中普遍存在的非线性动力系统的独特行为,具有不可预测、对初始条件敏感等特点,混沌同步在生物、医学和保密通信等领域有着广泛的应用。首先在Chua电路的基础上通过并联约瑟夫森结建立了一个四维的动力系统,并对其动力学行为进行了分析,结果表明该电路可以表现为周期态和混沌态。其次,结合数值模拟分类讨论了电容器耦合两个周期系统、两个混沌系统以及周期和混沌系统的完全同步行为,结果表明无论是否有外界磁场的作用。通过改变耦合强度的大小可以使电容器耦合的两个全同周期系统或两个全同混沌系统实现完全同步,而耦合两个参数不同的系统无法实现完全同步,但在合适的外界磁场下,可以达到几乎完全同步。     

反向回转双机驱动振动系统的倍频控制同步

针对基频同步不利于物料筛分的多样性和倍频自同步难以实现且只能实现一种整数倍频同步运动的问题，提出了一种双机驱动振动系统的倍频控制同步方法.建立了振动系统的机电耦合动力学模型，在此基础上应用小参数平均法推导出了振动系统的响应方程，同时基于主从控制策略引入了模糊PID控制方法，不仅实现了倍频控制同步运动，而且实现了最小公倍周期的零相位差倍频同步运动.最后用Matlab/Simulink仿真证明了理论的准确性与有效性.     

耦合非线性振子的一些同步行为

本文以耦合Duffing振子为例研究了耦合非线性振子的一些动力学行为;研究表明,在不同的耦合强度情况下,出现不同的动力学特征.随着耦合强度的变化,耦合系统分别进入周期同步和混沌同步状态.     

由Rssler混沌系统构建的复合型网络的同步

将Rssler混沌系统作为神经元,先建立星形子网络,再将子网络的中心神经元按照完全连接形式连接,构建复合型网络.采用并扩展使2个混沌系统同步的稳定性准则(SC)同步方法,对所构建的复合型网络的同步控制进行理论研究与数值模拟分析.提出了复合型网络的系统耦合方程,以及网络中神经元之间的同步误差发展方程.通过对相关耦合强度因子的控制,将参数对网络同步的形式与过程的影响进行了详细的讨论,得到了复合型网络中可能存在的混沌同步类型与相对应的参数控制范围,并证明了SC同步方法可以有效地解决由星形和完全连接型子网络构成的复合型网络的混沌同步问题.     

牵制控制下含不确定耦合机制的超图同步

超图同步是网络科学目前的热点研究问题。然而,含不确定耦合机制的超图同步研究还未见报道。为此,本文首先提出牵制控制下含不确定耦合超图的一般框架,并通过矩阵的同时块对角化技术降低误差系统的维数,为计算李雅普诺夫指数提供便利,导出含不确定耦合超图实现同步的必要条件;其次,借助李雅普诺夫稳定性理论,给出含不确定耦合超图实现同步的充分条件;最后,利用数值模拟验证理论结果的正确性。     

一类带有时滞和时滞耦合复杂网络的脉冲同步

研究了耦合项和非线性项含有时滞的复杂网络的脉冲同步问题.根据可控的复杂网络达到同步时耦合项会自动消失,可以得到含有脉冲影响复杂网络的误差动态网络.根据脉冲微分方程的稳定性分析,建立合适的Lyapunov Krasovskii泛函,得到含有脉冲影响的复杂网络新的脉冲同步准则.最后,复杂网络的微分方程模型和误差系统仿真图说明了脉冲同步准则的有效性和正确性.     

Genesio-Tesi系统的耦合混沌同步

基于Lyapunov稳定性理论和Gerschgorin理论,针对物理学中的Genesio-Tesi系统提出一种系统的全局混沌同步准则.通过选取适当的耦合参数,使误差系统全局渐近稳定,并用数学软件Mathematic给出数值模拟.通过理论分析和数值仿真表明该方法可以较快地实现混沌同步,并证明了选取适当的耦合参数可以实现该系统的混沌同步.     

等离子体三波耦合系统的混沌控制

针对等离子体三波耦合的非线性特性, 分析等离子体三波耦合的混沌特性, 提出一种微扰控制等离子体三波耦合系统混沌状态的方法. 结果表明:  用微扰法可将等离子体三波耦合系统由倍周期倒分岔控制到不同的周期态; 随着微扰幅度的增加, 可将系统控制到周期8、 周期4、 周期2进而达到稳定的周期1, 从而实现对等离子体三波耦合系统的混沌控制.     

利用测度同步实现对耦合哈密顿Duffing系统的混沌控制

利用测度同步现象对耦合Duffing哈密顿系统的混沌进行了控制.结果表明,该控制方法简单、明了,控制效果好,并在控制过程中不改变系统的保守性.