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本文从探究两个等同或非等同混沌子系统耦合发生振荡消失现象的规律,推广到对任意多等同混沌子系统耦合发生的集体振荡消失现象规律的研究,以及关于耦合混沌系统的同步与反同步现象的研究。着重从理论上分析了耦合混沌系统中发生振荡消失、同步与反同步现象的充要条件,结合数值计算,特别是通过电路实验(包括电路仿真实验)充分验证了理论分析结果的正确性,以及文中所提出的研究方案的可行性。
以状态变量的共轭耦合方式,分别对两个等同子系统的耦合、失配子系统的耦合以及异结构子系统的耦合产生振荡消失的条件做了理论分析。利用局部线性稳定性理论,得到耦合系统产生振荡消失的解析条件,通过数值模拟与电路实验观察到振荡消失现象,很好地验证了理论分析结果的正确性。
本文还利用非延迟变量共轭耦合方案,分别以全局耦合和局部耦合两种方式,对耦合多等同子系统中出现振荡消失现象的条件进行了研究。不仅设计出新的耦合方案,还从理论上论证了在新的耦合方案下系统实现振荡消失的解析条件,深入分析了不同耦合间的过渡关系、拓展局部耦合(多层耦合)发生振荡消失的解析条件等。特别地,在选定参数的情况下,自行设计出由子电路级联方式构成的耦合系统电路。电子线路实验得到的结果以及用数值计算获得的结果都与理论分析的结果一致。
我们还提出耦合系统中同步与反同步可共存的设想,从理论上提出两者共存的条件及变量耦合的方式,并从数值计算给出实现两者共存的解析条件。在具体的Chua式电路模型上观察到了同步与反同步共存的实验结果。此外,考虑到延迟系统具备较好的应用潜力,我们还进一步研究了延迟混沌系统中的同步与反同步现象,从理论上、数值计算和电路实验方面都得到了一致的结果。
本文将理论分析与数值计算紧密结合起来,并设计模拟电路进行电路实验,所得出的关于振荡消失及同步与反同步结果,无疑会为实际应用提供重要的理论与实验依据。