三维非线性自治系统极限环的计算

在高维非线性自治系统上采用了一种计算其极限环的新的摄动方法,该方法利用改进的L-P(LindstedtPoincare)法的思想,通过引入新的非线性参数变换以及适当的非线性频率展开,得到了非线性自治系统极限环的近似解析表达式,从而求得极限环振动的振幅与频率.通过选择一类三维非线性自治系统作为算例,在控制参数发生改变时,来讨论本文方法所得的解析结果与Runge-Kutta数值模拟所得结果的吻合程度.     

一类非线性自治系统的极限环研究

研究了一类非线性自治系统的极限环问题,应用常微分方程定性理论,对该系统的平衡点进行了分析,得到了极限环存在唯一性的充分条件.     

一类非线性系统极限环的研究

讨论了一类非线性系统极限环的存在唯一性,分析了系统的分支,解决了系统的极限环的个数和分布问题.应用所得结论,推广并改进了前人的结果.     

一类非线性系统极限环的存在性

通过类比一般非线性系统的研究方法,运用Poincare-Bendixson环域定理,对一类Liénard系统极限环的存在性进行了研究,得到了系统极限环存在性定理,并给出了应用例子.     

具有非线性密度制约基于比率的Holling-Tanner系统的定性分析

研究一类具有非线性密度制约比率确定的Holling-Tanner系统模型的平衡点和极限环,得到了该系统正平衡点的全局稳定性以及极限环存在性的充分条件.     

二维递归数字滤波器不存在极限环的频域判据

以定理的形式给出了具有量化和溢出非线性的二维递归数字滤波器不存在零输入极限环的充分条件,并证明这些定理比现有的定理更具有一般性.给出的检验定理可用于检验具有多重和复合非线性的二维递归数字滤波器的极限环情况.     

一类非线性系统极限环的分析

用平面自治系统的极限环理论以及分支理论研究了一类具有普遍意义的非线性系统,讨论了该系统极限环的存在性和唯一性,应用所得结果,推广并改进了前人的结果.     

二自由度轴盘扭振系统的极限环稳定性控制

建立一类含非线性阻尼的二自由度轴盘扭振系统的动力学方程,根据Hopf定理确定非线性系统的分岔临界点,并采用数值模拟的方法分析在非线性阻尼变化时系统产生极限环的稳定性。针对未受控系统极限环不稳定而引起的失稳振荡问题,引入非线性状态反馈控制器,运用多尺度法求取非线性系统分岔点处的规范形,并给出控制极限环稳定性的反馈增益。仿真表明,该控制器能有效的控制系统极限环的稳定性。     

关于一个免疫反应系统的非线性振荡

免疫反应如同生化反应一样也存在非线性振荡现象[1,7-9,10],反映在数学模型上就是微分动力系统存在极限环的问题.我们首先将模型[10]进行了扩展,然后估计了扩展后的系统在抗原-抗体相平面上极限环的相对位置.这一估计对研究免疫反应的非线性振荡现象是用处的.     

二维自治系统的对称极限环研究

如所周知,在非线性振动理论中,与振荡器中不衰减的周期振荡相对应的是非线性常微分方程的极限环。一般而言,给定一个由二维自治系统作控制方程的非线性振动模型,确定该模型是否存在极限环,存在几个极限环,其位置如何,能否近似定出其方程,这些问题是微分方程定性理论中既有趣而又困难的问题。但是,在工程实践中,时常需要讨论一种特殊,类型的极限环,即既对称于相平面上x轴,又对称于y轴的极限环。这种极限环虽然特殊和简单,但迄今未在理论上系统地讨论过,而在工程巾又是有重要应用的。例如,B.Z.Kaplan指出,为发展新型的高精密度电子功能发生器,或作泵与离心机的分析,需要研究稳定振荡模型     

非线性阻尼下光滑不连续振子极限环的全局演化

针对光滑不连续振子,提出了一种优化的广义谐波函数摄动法,得到其极限环的振幅与系统参数之间的解析关系式以及极限环的解析近似解。同时,基于微分方程定性理论,建立了该振子极限环特征量的解析计算公式。利用上述结果,可围绕极限环何时产生、如何分岔、在何处消失以及稳定性如何等问题,对具有复杂非线性阻尼项的光滑不连续振子极限环的全局演化过程展开定量分析。通过将本文所得之结果与龙格-库塔法之结果进行对比,验证了所提优化方法的可行性和可靠性,为研究强非线性振动系统解的全局演化问题,提供了新的参考方法。     

基于描述函数法的直线增程器动力学模型极限环分析

基于一个简化的直线増程器动力学模型,运用描述函数法在频域对直线増程器的极限环进行研究.以描述函数表示直线増程器动力学模型的非线性部分,利用描述函数和线性部分频率响应函数的图像对系统极限环的存在性、数量和稳定性进行了分析,进而求出极限环的近似频率和振幅.同时研究了直线増程器关键运行参数对极限环的频率、振幅和相对稳定性的影响.最后,以一样机的试验数据对分析结果进行试验验证.研究结果表明,在适当的系统参数下,直线増程器在物理约束范围内存在唯一的稳定极限环;喷油量和电磁力负载对极限环的频率和振幅都有影响;极限环的幅值与其相对稳定性存在关联.     

与输出变量相关的非线性三阶系统运动行为

对三通阀控制液压缸的研究,主要采用传递函数来建立其数学模型。这种方法将稳定性局限于工作点附近,且不适合用于讨论全工作范围内的系统稳定性,以及系统结构参数变化对系统带来的影响。为了突出液压缸容腔中油液体积变化对系统非线性的影响,这里采用将阀口流量方程表达成增量形式,利用流量连续性方程和液压缸负载动力学方程,建立了适合于全工作范围的阀控缸系统数学模型;并以此建立了与输出变量相关的三阶非线性微分方程。借助状态空间表达式的方法,对方程进行研究,讨论了方程的李亚谱若夫意义稳定性;并侧重讨论了系统输出量运动行为中的极限环和初值敏感行为。结果表明:液压缸容积随位移这一输出量变化是导致阀控缸系统非线性重要因素;并在各阶微分系数中均有体现;在平衡点附近,微小的初始值变动会使系统运动行为产生较大变化;方程系数取值在某些特定的范围时,系统运动行为呈现出极限环;最后,确定出方程稳定的系数取值区域。     

门限自回归模型与非线性系统的极限环

本文根据武汉市某区人口死亡率和加拿大山猫数据建立了SETAR模型,并作出了相应系统的极限环。在此基础上指出,SETAR模型可描述一个确定极限环的某一邻域内的一“族”相轨线,此极限环是轨道稳定的。文中还根据现有结果分析指出,对于具有两个门限段的SETAR模型,门限值r表征观测时序{x_t}的均值特性;在一定情况下,延迟步数d可表征极限环的周期T的特性。利用这些特性,不仅可使建模中对r和d的寻优工作量大为减小,而且还从本质上揭示出SETAR模型参数的物理含义,便于分析研究。     

非线性动力系统极限环Runge-Kutta法求解的1个注记

采用Matlab软件研究了Runge-Kutta直接积分法在计算非线性动力系统极限时存在的一个问题：单周期解误判为双周期或三周期. 直接调用Matlab自带程序ode45,并设定算法的相对误差. 以二元机翼强非线性颤振系统为例,研究发现,采用程序默认的相对误差来控制计算精度时,单周期极限环解出现了双周期和三周期;若修改相对误差的设定值则可提高控制精度,进而得到正确的解. 因此,在用Runge-Kutta法自带ode45程序计算非线性动力系统极限环时,应特别注意对计算精度的设置.     

具有立方非线性机翼颤振的局部分岔

针对飞机飞行时机翼振动问题，研究了在不可压缩流中有立方非线性刚度二元机翼颤振系统的局部分岔，取空气速度和线性俯仰刚度系数作为分岔参数．采用后继函数法对降维后求得系统分岔点类别进行定性分析，结果表明3个分岔点都为稳定的焦点．对分岔点处中心流形约化方程进行化简得到霍普分岔的A规范形，研究了系统参数对极限环颤振的稳定性及幅值的影响，得到了机翼颤振系统在普适开折参数平面的分岔图．发现了抑制颤振振幅和临界颤振速度大小的系统敏感参数，提出了降低颤振幅值和避免不稳定极限环运动的措施。     

转子-阻尼器-密封系统的运动稳定性分析

为分析转子—阻尼器—密封系统在密封的作用下所出现的不稳定现象以及阻尼器在抑制系统不稳定中的作用,对于一个水平放置的转子模型,考虑了线性形式的密封作用力、线性阻尼器以及非线性阻尼器的作用,通过求解综合运动微分方程的特征值,讨论了这类系统的运动稳定性。分析结果表明,作为一个非线性元件,阻尼器可以在系统出现失稳时为系统提供更多的阻尼,从而延缓不稳定的发生,有时可导致系统在极限环状态下运行。     

生化反应中一类微分方程模型的定性分析

目的研究一类非线性微分动力系统的定性行为。方法运用常微分方程定性理论进行讨论。结果得到了该系统存在惟一极限环的充要条件,并讨论了极限环随参数变化的情况。结论常微分方程定性理论可用于研究生物化学反应。     

非线性密度制约下的食饵-捕食系统的细焦点与极限环

根据常微分方程定性及分支理论,对一类两种群均具有非常数收获率的、且具HollingⅡ类功能反应函数的、基于食饵种群的非线性密度制约的食饵-捕食系统进行定性分析,得出该系统平衡点的性态和极限环存在与否的条件,还分析了多极限环的情形．