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本文应用动力系统的分支理论,二阶平均方法,Melnikov方法和混沌理论,研究带五次非线性恢复力、一个外力和一个激励的Duffing方程,并给出在周期扰动下系统产生混沌的准则,在ω2=nω1+∈ν,n=1,2,3,4,6,8的拟周期扰动下平均系统产生混沌的准则,数值模拟验证了理论结果正确性,而用平均方法不能给出在ω=nω1+∈ν,n=5,7,9-15的拟周期扰动下产生混沌的准则,但数值模拟显示了原系统出现混沌.同时,用数值模拟(包括同宿和异宿分支曲面,分支图,最大Lyapunov指数图,相图,Poincáre映射图等)发现了许多新的复杂动态.这包括逆周期倍分支到混沌,混沌行为和周期窗口的交替出现,混沌的突然消失,带有周期窗口和不带周期窗口的大范围混沌区域,对称的混沌区域,不带周期窗口的不变环,以及内部危机.同时,我们所给出的混沌吸引子和不变环揭示了系统的新的动态.
全文共分3章.第1章简单介绍了Duffing方程的一些历史背景知识。
第2章是关于连续动力系统的分支理论、二阶平均方法、Melnikov方法与混沌理论的预备知识.
第3章应用二阶平均方法和Melnikov理论研究具有一个外力和一个激励的Duffing方程,给出了周期扰动下系统产生混沌的准则,在ω=nω1+∈ν,n=1,2,3,4,6,8的拟周期扰动下平均系统产生混沌的准则,而不能给出在ω=nω1+∈ν,n=5,7,9-15的拟周期扰动下产生混沌的准则,但数值模拟显示了原系统出现混沌.