浅论电力系统微分代数模型奇异诱导分岔的理论

分岔理论已成为分析电力系统的静、动态稳定性的重要工具。电力系统通常由含参数的高维非线性微分代数方程(DAE)组描述。而奇异诱导分岔(SIB)是DAE模型特有的局部分岔,在SIB点,DAE模型不能化简为ODE模型来处理。因此,研究SIB对基于分岔理论的电力系统稳定性分析至关重要。     

电磁感应下一类新皮层神经元的放电及同步

通过引入磁通变量实现电磁感应电流对膜电位的调制,建立一类新皮层神经元的四维神经元模型.基于单参数分岔图、双参数分岔图及其相应的最大李雅普诺夫指数图详细地分析该模型的放电特性和分岔模式.数值结果表明,该模型在适当的外界刺激和电磁感应强度作用下会产生复杂的分岔行为,即加周期分岔、倍周期和逆倍周期分岔等.有趣的是,该模型在双...     

磁通耦合神经元模型的稳定性及Hopf分岔分析

通过磁通耦合的方法将两个磁通神经元耦合, 建立耦合神经元模型. 首先, 利用Routh Hurwitz判据分析平衡点的稳定性, 并计算该模型的唯一平衡点; 其次, 由Hopf分岔定理得到分岔解析解, 并研究模型的分岔方向及分岔周期解的稳定性; 最后, 通过数值仿真模拟模型的动力学行为. 结果表明, 在一定参数范围内, 随着耦合强度的增加, 模型产生亚临界Hopf分岔, 同时出现倒倍周期、 加周期分岔现象和较多的周期窗口, 且增加外界刺激电流可诱导尖峰放电.     

抽水蓄能电站对电网电压稳定性影响的分岔研究

针对含抽水蓄能电站的3节点系统模型,运用数值分岔软件MATCONT进行电压稳定分岔分析,结果显示存在Hopf分岔点和鞍结分岔点.在含抽水蓄能机组的系统模型中,发现在Hopf分岔点时系统会振荡失稳.研究抽水蓄能电站的延相与进相运行两种运行方式,发现延相运行延迟了Hopf分岔和鞍结分岔,并且提高了电压水平;进相运行使Hopf分岔和鞍结分岔提前发生,并降低了电压水平,不利于系统稳定.     

磁通e-HR神经元模型的Hopf分岔分析与控制

神经元的放电模式与平衡点的分布及其它的分岔分析有关,本文通过引入磁通量来研究e-HR神经元模型的放电活动。在数值仿真与理论分析相结合的方法下,分析了在外界刺激电流的变化下神经元模型的平衡点分布与它的稳定性分析及其它的分岔分析。通过理论分析可知该系统存在亚临界Hopf分岔,并且在Hopf分岔点的附件发现了隐藏的极限环吸引子。运用Washout控制器使亚临界Hopf分岔转化为超临界Hopf分岔,从而使系统分岔点附近的拓扑结构发生转变,由此达到消除膜电压隐藏放电的目的。     

Morris-Lecar 模型双参数分岔分析

Morris-Lecar(M-L)模型是一个重要的神经元模型.当适当调整参数时,M-L模型展示出许多复杂的动力学行为.文章针对M-L模型,利用双参数分岔分析并结合数值仿真的方法,研究了双参数平面上神经元电活动的存在区域及神经元电活动之间的转迁机制,实现了用同一个神经元模型模拟四种单参数分岔(超临界Hopf分岔、亚临界Hopf分岔、不变环上的鞍-结分岔和鞍同宿轨分岔)行为之间的转迁.同时,还考虑了在双参数分岔点附近极限环的幅值和共存区间的大小问题,为进一步研究分岔点附近的随机动力学机制提供了理论基础.     

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.     

eHR神经元模型分岔分析与隐藏放电控制

以eHR模型为研究对象,利用非线性动力学理论及数值仿真方法对eHR模型的动力学特性进行了研究,并对eHR模型施加Washout滤波器以实现对该模型的隐藏放电控制.通过理论分析得出,eHR模型存在亚临界Hopf分岔点,并且在Hopf分岔点附近存在隐藏吸引子.对系统施加Washout滤波器使得系统的亚临界Hopf分岔转化为超临界Hopf分岔,由此可以消除系统的隐藏放电行为,进一步控制神经元系统的稳定区域.     

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。     

Hadley环流低阶模型的动力学分析

研究了大气动力学中Hadley环流的低阶模型,分析了该模型的基本性质及其动力学行为,同时得到了该系统产生Fold分岔和Hopf分岔的条件.     

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.     

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.     

风力驱动下带有参激,外激和自激的双塔系统的动力学行为

对于风力驱动下带有参数激励、外部激励和自激的双塔模型,运用近似扰动法得到模型在1∶2共振条件下的平均方程。借助于霍尔维茨准则分析平均方程的稳定性和分岔情况,得到关于参数的所有临界分岔值和各临界分岔值下雅克比矩阵的特征值类型,从而根据特征值实部的正负号,或者郁培提出的maple程序分析在一些参数临界值附近小扰动下初始平衡点的稳定性和分岔情况。     

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.     

一类肿瘤-免疫模型的稳定性与Hopf分支分析

考虑一类肿瘤-免疫模型,讨论其平衡点的存在性条件,并利用特征方程分析各平衡点的局部动力学稳定性,证明该模型在相应条件下会发生Hopf分支.通过计算第一Lyapunov系数得出：如果系数不为零,则模型发生Hopf分岔;如果系数小于零,则分岔是超临界的;如果系数大于零,则分岔是次临界的.最后利用数值模拟验证理论分析结果.     

具有脉冲效应和HollingⅡ功能反应的治理害虫的Gompertz病毒病模型系统分析

针对一类具有脉冲效应和HollingⅡ功能反应的治理害虫的Gompertz病毒病模型,进行了理论和数值分析,以脉冲投放量p以及周期T作为分岔参数得到系统的分岔图.分析结果表明,治理害虫的病毒病模型具有复杂的动力学行为.     

地铁盾构分岔式隧道数值模拟及应用

为研究地铁盾构分岔隧道问题,采用FLAC3D三维模拟技术以原始隧道经过简化得到计算分析三维模型,分析了不同分岔角度下的应力、变形问题.研究结果表明:分岔隧道的应力、变形随分岔隧道夹角的增大而减小,应力叠加越来越小,当分叉角度较大时,应力集中峰值开始分岔变为两个峰值;通过与现场监测结果对比,现场监测值与数值模拟结果吻合.     

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SIR传染病模型的分岔分析

研究一类连续SIR传染病模型的分岔性质.通过中心流形定理研究模型的跨临界分岔和音叉分岔并计算出其规范形,同时进一步给出分岔生物学解释.     

分数阶双时滞传染病系统的捕食者-食饵模型动力学

为了研究分数阶传染病系统的动力学复杂性,提出一种具有双时滞分数阶生态传染病的捕食者-食饵模型,并探讨捕食者妊娠期和传染病潜伏期对系统动力学的影响.首先初步分析系统平衡点的存在性,然后基于系统的特征方程推导出模型的稳定性和Hopf分岔条件,并确定2种不同时滞引起的分岔判据.数值仿真结果表明,当时滞大于分岔阈值时,系统失去稳定性且产生Hopf分岔.