非线性分析下西部─江苏能源联动决策支持系统的研究——能源消费与生产混沌动力学模型的建立

根据能源系统中能源经济增长将随着对能源依赖的逐渐饱和而下降这一合理假设,给出能源系统消费的Logistic模型。利用该模型对我国2010年、2030年能源消费量的预测结果分别为:22 15亿吨标准煤及32 88亿吨标准煤;江苏省能源消费总量亦呈上升趋势,从1996年到2010年增加61%,明显高出全国平均增加水平33%。同时本文利用哈维尔摩经济增长模型,引入能源生产的哈维尔摩模型,该模型适用于能源生产预测系统。利用该模型对我国2010年和2030年能源生产量的预测结果分别为:17 66亿吨标准煤及31 83亿吨标准煤。从预测结果看,本文的能源消费、生产预测模型明显优于其他预测模型。

Newton-Leipnik系统的线性反馈控制与同步研究

构造一个简单的线性控制器,通过对控制参数的适当选取,将Newton Leipnik系统分别控制到稳定的周期轨道和稳定的不动点,利用Mathematics软件进行数值模拟证明这种控制达到预期的目标;同时,基于线性系统的稳定性理论,构造一个混沌同步系统,研究了Newton Leipnik(N L)系统的完全同步问题,数据模拟结果也证实本文构造的同步混沌系统的可行性与有效性.

非线性Klein-Gordon方程新的精确解

在投射的Riccati方程法和Jacobi椭圆函数展开法的基础上,构造了4种新的Jacobi椭圆函数解,从而将Jacobi椭圆函数展开法作了进一步的推广.应用该方法并借助计算机代数系统Mathematica,求出非线性Klein-Gordon方程一系列新的精确周期解.当m→1或m→0时,这些解退化为相应的三角函数解和孤波解.

非线性Schrdinger方程的Compacton解和孤立波解

研究了非线性Schro..dinger方程:iut+αuxx+β|u|2pu=0(p为任意实数),得到丰富的孤立波解:当p>0时得到孤立波解,p<0时得到移动Compacton解,p=0时得到Compacton解;研究了(2+1)维非线性Schro..dinger方程的解,并推广到(n+1)维非线性Schro..dinger方程 还比较了任意维非线性Schro..

非线性色散耗散mKdv方程的Riccati函数解

对mKdv方程进行了扩展,得到非线性色散耗散mKdv方程:ut+αu2ux+βuxx+γuxxx=0.从解的形式和约束条件两个方面对求解非线性数学物理方程的F-展开法进行了改进,得到广义扩展的F-展开法.借助于广义扩展的F-展开法和计算机符号系统Mathematica,求出了非线性色散耗散mKdv方程的一系列类型丰富的Riccati函数精确解,包含了周期波解、类孤子解、三角函数解、有理函数解、复数形式解等.

非线性简支梁振动的H_∞控制

研究具有实际工程应用背景的非线性简支梁振动的H∞控制问题.在不考虑时滞、热效应等因素的情况下,应用振动分析原理及Hamilton原理,建立了压电复合梁弯曲振动的动力学模型.利用哈密顿仿射输入系统的特殊结构和性质,将非线性H∞控制设计推广到无穷维情形.通过求解Hamilton Jacobi Isaacs不等式,得到一个最优控制方法,并给出压电驱动器和传感器的控制条件.实例模拟验证上述方法的有效性和可行性.

一类非线性抛物方程的隐式解法及外迭代收敛性

对一类非线性抛物方程进行研究,并针对该类方程建立了一种隐式差分格式.在此基础上,采用外迭代法及追赶法高效率地求解出该类方程的差分解,并利用VonNeumann条件证明了该差分格式的稳定性及外迭代法的收敛性,从而有效地解决了该类方程的数值计算问题 值得指出的是。

一类非线性方程的Backlund变换以及紧孤立波解的线性稳定性

引进五阶线性色散项方程K(m,n,1),用逆算符方法得到了sin型多重compacton解(紧孤立波解);利用齐次平衡法得到了K(2,2,1)方程的Backlund变换,并且得到一些新的孤立波解;最后研究了sin型多重compacton解的线性稳定性．

广义非线性超弹性杆波动方程的行波解

研究了广义非线性超弹性杆波动方程ut-utxx+12g′(u)ux=γ(2uxuxx+uuxxx)行波解的存在性,这里t∈(0,+∞),x∈(-∞,+∞),g(u)是关于u的多项式.通过讨论方程的极限零点和非极限零点,获得了保证其行波解存在惟一性的充分条件.

一类充分非线性方程Compacton解和孤立波解

研究一类五阶充分非线性色散方程:um-1ut±a(un)x+b(uk)xxx+c(uq)xxxxx=0(nkq≠0), 用拟设法求出它的Compacton解和周期波解及其孤立波解,讨论不同非线性参数情况下解的变化.另外研究了(2+1)维和(3+1)维充分非线性色散方程的解,并推广到(n+1)维充分非线性色散方程.

充分非线性Burgers方程的最优控制

研究充分非线性Burgers方程:ut-kuxx+unux=0在Dirichlet边界条件下的最优控制问题.给出了边界条件下的充分非线性Burgers方程解的存在性以及解的稳定性;并给出了充分非线性Burgers方程的最优控制;证明了充分非线性Burgers方程的最优解的存在性.为进一步研究充分非线性Burgers方程的理论和工程技术应用提供了理论基础和依据.

充分非线性KdV-Burgers方程的最优控制

研究充分非线性KdV-Burgers方程:ut-kuxx+βuxxx+unux=f在Dirichlet边界条件下的最优控制问题.给出了边界条件下的充分非线性KdV-Burgers方程解的存在性以及解的稳定性,证明了充分非线性KdV-Burgers方程的最优解的存在性,为进一步研究充分非线性KdV-Burgers方程的理论和工程技术应用提供了理论基础和依据.

Duffing系统的非线性反馈同步控制

对Duffing混沌系统进行非线性反馈控制,设计出一种含参控制器,使得受控Duffing系统的某一状态变量与任意给定的参考信号同步.利用Lyapunov函数方法证明在此控制器作用下该系统的此状态变量按指数速率收敛到参考信号.在此基础上,研究了该受控混沌系统的自同步和异结构同步问题.数值仿真结果说明了此控制器设计方法的有效性.

一类广义非线性耗散超弹性杆波动方程孤波解的条件稳定性

研究了一类广义非线性耗散超弹性杆波动方程的孤波解在Lyapunov意义下的条件稳定性.首先,在假设微小扰动具有行波形式且满足一定条件的情况下,得到了相应扰动方程的通解;其次,讨论了不同参数条件下微扰解的敛散性及其Lyapunov特征指数,据此证明了方程的精确孤波解具有条件稳定性,并得到了孤立波稳定的条件.这些条件是系统参数和初始条件之间的关系,即方程孤波解的稳定性敏感依赖于系统参数和初始条件.

非线性强度下浅水波方程的尖峰孤立子解

引入非线性强度浅水波方程,研究了该类方程中非线性强度项m对方程解的影响.对m的不同取值得到了方程的尖峰孤立子解,特别是二类新型尖峰孤立子解,此新解不同于通常的e-|x-ct|型的尖峰孤立波解,且解是非局部的,可以表示为δ函数的形式,并给出相应解的图形.同时,对浅水波方程中的常系数γ进行了讨论,得到γ>0,γ<0下不同类型的非线性强度浅水波方程的孤立波解.

一类新型基于有界性的控制混沌系统的非线性反馈控制方法

基于Lyapunov理论和Riccati方程,设计了一类新的非线性反馈控制器来控制混沌系统.经验证,不仅能用于参数不变的混沌系统的控制,还可用于参数受扰动时的混沌系统的控制.说明该控制方法能够保证误差系统快速实现指数稳定,受控系统到达目标轨道,使原混沌系统的不稳定不动点稳定,具有一定的鲁棒性.

一类非线性色散波方程的适定性

文章主要应用T.Kato’s方法,在加权Soblolev空间H2r,r下研究了一类非线性色散波方程的cauchy问题,得到了解的局部适定性;当r→∞时,在Schwartz空间也有相似的结论。

非线性强度KG型方程精确解和多重Compacton解

引进非线性强度概念,研究了非线性强度Klein-Gordon型方程.改进广义投射Riccati方程方法,给出了非线性偏微分方程的解的表达式,运用此方法得到非线性强度Klein-Gordon型方程的Kink解、周期波解等丰富精确解.通过拟设法求得该方程的单重、双重及多重Compacton解,给出了非线性色散强度、非线性耗散强度与非线性强度影响不同关系下解的具体变化形式.证明了非线性色散强度、非线性耗散强度与非线性强度影响的共同作用导致非线性强度KleinGordon型方程的本质变化.

充分非线性K-S方程边界控制指数稳定估计

考虑定义在区间[0,1]上的充分非线性K-S方程在给定的边界反馈条件下的指数稳定性问题.从反耗散系数λ(λ<4π2)与边界控制条件两方面考虑解的稳定估计.应用能量的方法以及Gron-wall等不等式和分部积分的方法分别证明了在D irichlet边界条件下系统的全局指数稳定性,在Neu-mann边界反馈条件下系统在L2意义下的全局指数稳定性和在H2意义下的局部指数稳定性,从而为该方程的研究提供理论基础.

充分非线性KdV—Burgers方程的全局边界稳定性

讨论了定义于闭区间[0,1]上的充分非线性KdV-Burgers方程在给定边界反馈条件下的稳 定性问题,应用Banach不动点定理和算子半群理论证明了充分非线性KdV-Burgers方程在给定 边界反馈条件下解是存在唯一的;并应用一些不等式和分部积分理论证明了该方程的解在L2意义 下是全局指数稳定的,在H3意义下是全局渐近稳定的,以及在H3意义下是半全局指数稳定的,从 而为该方程的实际应用奠定了理论基础.