一类具有对称性的Filippov系统的全局动力学研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:agony2013
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近年来,非光滑动力系统广泛应用于机械工程、航空航天、土木工程、交通能源等工程领域,因此非光滑动力系统成为了力学、工程学等学科的研究热点.而Filippov系统是一类特殊的Liénard系统,与光滑系统相比能够出现更复杂的动力学行为.因此本文将对一类具有对称性的Filippov系统进行全局动力学研究.1.对于多项式Filippov系统x+(α+βx2)x+ηx+θsgn(x)=0,将其转化为平面系统形式x=y-(αx+(β/3)x3),y=-ηx-θsgn(x),其中根据参数η,θ的符号,给出四种情况的分析,并对η<0,θ>0的情形进行具体研究.2.首先,讨论系统的有限远平衡点和无穷远平衡点的定性性质;其次,研究系统的极限环存在性及个数,并对异宿轨的存在性进一步证明;然后,通过研究一类Liénard系统的极限环的唯一性及其振幅进一步推广;最后,给出系统的分岔图和全局相图.3.在局部动力学分析中,对不连续线x=0上的邻域,借助Filippov凸方法研究系统的解.对系统的原点,由于原点在系统中不存在,因此使用能量函数和解的存在唯一性定理给出了原点的定性性质.对系统的无穷远点,采用Poincaré变换和Briot-Bouquet变换进行了研究和分析.在极限环和异宿轨分析中,对系统给出了四种情形,但只有一种情况下存在最多一个极限环并且若极限环存在则必是稳定的,其余情况都不存在极限环,同时给出了系统的极限环和异宿轨存在条件的相关命题,而且证明了异宿轨分岔曲线函数b=φ(a)的光滑性,并给出了其渐近表达式.通过研究一类Liénard系统的极限环的唯一性及振幅,给出了该系统在一定件下的极限环振幅和存在性及个数的定理.
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