多稳态系统的确定性及随机实验研究
批准号:
11672349
项目类别:
面上项目
资助金额:
118.0 万元
负责人:
吴志强
依托单位:
学科分类:
A0702.非线性振动及其控制
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张祥云、李亚杰、王峰、王文博、王耀光、章国齐
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中文摘要
多稳态系统是指同时有两个以上吸引子共存的非线性系统,广泛存在于各个领域,如生命科学、生态系统、航空航天等。因系统内部或外部因素不确定性,这使系统往往受到加性和乘性随机激励的影响。因此,随机诱导系统行为的本质变化逐步引起人们的重视。尽管在理论研究方面取得了丰富的成果,但极少有实验工作的支持,成为该领域研究的关键瓶颈问题。本项目拟针对稳定平衡点和极限环共存的多稳态情况,设计并搭建非光滑多稳态系统的随机动力学实验电路,开展物理白噪声激励下以及色噪声激励下多稳态系统随机P分岔实验研究,探索随机P分岔新现象。为工程多稳态的随机动力学实验和平台设计积累经验。
英文摘要
Multi-stable system refers to the nonlinear system with more than two coexisted attractors, which widely exists in various fields, such as life sciences, ecological systems, aerospace and so on. Due to internal or external factors of uncertainty, the system is often influenced by additive and multiplicative random excitation. Therefore, the significant changes of the system’s behavior induced by noise have attracted people's attention gradually. Although abundant achievements have been made in theory, there is little experimental support for the work, which has become a key problem in the research field. The project intends to investigate experimentally the randomly excited system with multiple coexisted attractors, like equilibrium point and limit cycle. Firstly, an electrical circuit will be designed and built up, whose mathematical model is a non-smooth multi-stable system due to the saturation of its electronic components. Then the stochastic P-bifurcation of the multi-stable system under the physical white noise or colored noise excitation will be explored based on the probability density of the steady state response obtained by more than one million repeated tests. After completion, it will provide guides to design experimental platforms for randomly excited systems with engineering background.
多稳态系统是指同时有两个以上吸引子共存的非线性系统,广泛存在于各个领域,如生命科学、生态系统、航空航天等。因系统内部或外部因素不确定性,这使系统往往受到加性和乘 性随机激励的影响。因此,随机诱导系统行为的本质变化逐步引起人们的重视。尽管在理论研究方面取得了丰富的成果,但极少有实验工作的支持,成为该领域研究的关键瓶颈问题。.作为多稳态的随机动力学实验研究的探索,本项目主要开展了如下工作:.1)设计搭建了多稳态系统的确定及随机非线性动力学实验平台。开发了分数阶噪声信号生成器,完善了噪声激励类型。开发了时滞控制模块,实现了位移和速度控制功能。具备了8通道的并行随机实验能力。该实验平台,不仅适用于项目采用的非线性电路系统,还可用于其它工程及物理系统。.2)改进了项目组提出三稳态van der Pol电路,形成了单稳态、双稳态、三稳态不同模块。重点对三稳态系统在噪声激励下的行为,基于并行实验平台开展了大量随机激励实验,积累了数百万次的实验数据,可用于基于随机动力学数据的建模方法的验证。.3)开展了广义van der Pol系统随机分岔的时滞控制分析及实验。基于STM32F429单片机设计了时滞控制器。从理论和实验两方面研究了时间尺度、噪声强度、控制器参数对确定性及随机分岔现象的影响。.4)开展了分数阶噪声激励下双稳态van der Pol系统随机分岔及电路的实验研究。基于PXIe数采系统开发了数字化的虚拟信号源-分数阶高斯噪声源。针对双稳态及三稳态van der Pol系统,研究了噪声阶数、稳定系统对系统随机分岔行为影响。.此外,为探索更复杂多稳态系统的确定性及随机性分岔现象,还结合眼球震颤、管道涡激振动、机翼颤振等不同领域的系统开展了研究。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180047
发表时间:2019
期刊:电工技术学报
影响因子:--
作者:王峰;吴志强;李亚杰;王远岑
通讯作者:王远岑
DOI:10.13675/j.cnki.tjjs.180620
发表时间:2019
期刊:推进技术
影响因子:--
作者:张皓成;吴志强;李跃华;李亚杰;章国齐;张祥云
通讯作者:张祥云
Lateral Superharmonic Resonance of the Rotor in 12/8 Poles Switched Reluctance Motor
12/8极开关磁阻电机转子的横向超谐波谐振
DOI:10.1155/2018/5749638
发表时间:2018-09
期刊:Mathematical Problems in Engineering
影响因子:--
作者:Wang Feng;Wu Zhiqiang;Wang Yuancen;Li Yajie
通讯作者:Li Yajie
Research on Bifurcation Response for Vortex-Induced Vibration of Top Tension Riser in Shear Flow
剪切流中顶张力立管涡激振动的分叉响应研究
DOI:10.1155/2019/1564194
发表时间:2019-11
期刊:Mathematical Problems in Engineering
影响因子:--
作者:Yuancen Wang;Zhiqiang Wu;Zhang Xiangyun
通讯作者:Zhang Xiangyun
Dynamics of a horizontal saccadic oculomotor system with colored noise
具有有色噪声的水平扫视动眼神经系统的动力学
DOI:10.1016/j.cjph.2018.09.004
发表时间:2018-10
期刊:Chinese Journal of Physics
影响因子:5
作者:Zhang Xiangyun;Wu Zhiqiang
通讯作者:Wu Zhiqiang
多稳态随机系统P-分岔分析方法及参数影响研究
- 批准号:11372211
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:82.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:吴志强
- 依托单位:
形状记忆合金复合材料结构非线性动力学设计
- 批准号:11172198
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:70.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:吴志强
- 依托单位:
基于约束分岔理论的非线性系统稳定性分析
- 批准号:10872142
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:45.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:吴志强
- 依托单位:
约束分岔理论及其应用
- 批准号:10472078
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2004
- 负责人:吴志强
- 依托单位:
高维非线性系统的瞬态动力学
- 批准号:10102014
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:吴志强
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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