三自由度碰撞振动系统Poincaré映射叉式分岔的反控制

考虑到碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统Poincaré映射的叉式分岔的反控制问题。首先,建立闭环控制系统的六维Poincaré映射,针对由特征值特性描述的传统叉式分岔临界准则在六维的高维映射中只能通过数值试算来确定控制增益的困难,利用不直接依赖于特征值计算的显式临界准则获得了系统出现叉式分岔的控制参数区域。然后应用中心流形-范式方法进一步分析叉式分岔解的稳定性。最终数值仿真验证了在任意指定的系统参数点通过控制能实现稳定的叉式分岔解。

Kopel系统的分岔研究

应用中心流形定理和分岔理论,证明Kopel系统会发生跨临界分岔和叉式分岔。运用数值方法证明了当临界平衡点失稳时,系统中Neimark-Sacker分岔的存在,即从平衡点处会分岔出稳定的极限环。应用Matlab进行了数值模拟,数值模拟的结果与理论分析一致,而且数值分析展示了更为丰富的动力行为。

一个二维离散系统的分岔分析

应用动力系统的局部分支理论,研究一个二维离散动力系统当参数变化时产生的复杂动力学性质。我们应用中心流形定理和分岔理论证明了这个二维离散动力系统存在叉型分岔、倍周期分岔和Hopf分岔。

串联式叉型滞后簇发振荡及其动力学机制

簇发振荡是自然界和科学技术中广泛存在的快慢动力学现象,其具有与通常的振荡显著不同的特性.根据不同的动力学机制可将其分为多种模式,例如,"点–点"型簇发振荡和"点–环"型簇发振荡等.叉型滞后簇发振荡是由延迟叉型分岔诱发的一类具有简单动力学特性的"点–点"型簇发振荡.研究以多频参数激励Duffing系统为例,旨在揭示一类与延迟叉型分岔相关的具有复杂动力学特性的簇发振荡,即串联式叉型滞后簇发振荡.考虑了一个参激频率是另一个的整倍数情形,利用"频率转换快慢分析法"得到了多频参数激励Duffing系统的快子系统和慢变量,分析了快子系统的分岔行为.研究结果表明,快子系统可以产生两个甚至多个叉型分岔点;当慢变量穿越这些叉型分岔点时,形成了两个或多个叉型滞后簇发振荡;这些簇发振荡首尾相接,最终构成了所谓的串联式叉型滞后簇发振荡.此外,分析了参数对串联式叉型滞后簇发振荡的影响.

含参数的常微系统的分岔研究

文章应用中心流形定理和分岔理论,通过改变假设条件,获得了含参数的常微系统的两个新的分岔类型,并给出了较为简单的证明。

周期受击陀螺的经典动力学及准能谱统计

研究一个周期受击陀螺系统的经典动力学与准能谱统计.发现在打击强度较弱(λ≤2.0)时,经典相空间的运动是规则的,最近邻能级间距分布呈泊松型;当打击强度λ≥2.5时,经典相空间的结构随着固定点(π/2,0)和(π/2,π)的干草叉(pitchfork)分岔变得越来越复杂直至λ≥6时的完全混沌.这时最近邻能级间距分布也由近泊松型朝着维格那型转化.文章中也计算了谱刚度、数方差、偏斜度、过度、数平均等统计量.

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.

绕轴线自转悬臂梁的局部限制失稳分析

建立了任意位置限位器约束下绕轴线自转悬臂梁的非线性模型.采用Ritz法分析系统的稳定性,获得了限位器无摩擦情形下系统的限制失稳临界值、分岔模式、后屈曲解以及致稳限位器的最佳配置位置.采用有限元法对失稳临界值与致稳限位器的优化位置进行了验证,获得了一致的结果.进一步分析了限位器夹紧力和支撑力摩擦效应对系统稳定性的影响规律,获得了有益的认识.研究表明,在限位器约束下,绕轴线自转悬臂梁存在临界转速,当转速超过临界值时,梁的零挠度平衡位置将发生叉式分岔而失去稳定性;限位器夹紧力摩擦效应将使失稳后的系统在转速回复时出现明显的滞后效应,以比失稳临界值更低的转速回到原平衡位置;绕轴线自转悬臂梁系统致稳限位器的最优配置位置在梁长距固支端的78%左右等.这些成果对提升绕轴线自转悬臂梁的局部限制失稳性能的认识和指导限位器的配置具有实际意义.

旋转简支梁的局部限制失稳分析

应用广义Hamilton变分原理,建立了任意位置限位器约束下绕轴线自转简支梁的非线性模型。取简支梁前两阶模态为Ritz基分析系统的稳定性,获得了限位器无摩擦情形下系统的限制失稳临界值、分岔模式、后屈曲解以及致稳限位器的最佳配置位置。扩充Ritz基对失稳临界值和限位器最佳配置位置的收敛性进行了验证;进一步分析了限位器夹紧力摩擦效应对系统稳定性的影响规律。研究表明:在限位器约束下,绕轴线自转简支梁存在临界转速,当转速超过临界转速时,梁的挠度和轴向位移分别发生叉式分岔和跨临界分岔而失去稳定性;限位器夹紧力摩擦效应将提升失稳临界值,使失稳后的系统在转速返回时出现明显的滞后效应,以比失稳临界值更低的转速回到原平衡位置;绕轴线自转简支梁系统致稳限位器的最佳配置位置在梁长的中间。这些结果对提升绕轴线自转简支梁的局部限制失稳性能的认识和指导限位器的配置具有实际意义。

球形空腔的稳定性和空穴萌生问题研究

本文研究Ｐｏｉｓｓｏｎ比为１／２的Ｈｏｏｋｅ材料中，空穴的突变和萌生现象，求解一个弹性力学的移动边界（ｍｏｖｉｎｇｂｏｕｎｄａｒｙ）问题。空穴为球形空穴，采用增量形式的Ｈｏｏｋｅ定律及对数应变，在当前构形上列基本方程和边界条件，找到了这个移动边界问题的封闭解并得到空穴半径趋于零时的叉型分岔解。

2-D离散动力系统的空间静态分岔与控制

近年来分岔控制依旧是一个热点研究领域.本文利用一个统一的延迟反馈方法控制2-D离散动力系统的空间静态分岔.利用该控制方法,我们可以通过转移已有的分岔或产生一个新的跨临界、叉型、鞍结分岔来实现2-D离散动力系统的空间静态分岔的判别和控制方法.