飞驰吧少年 发表于 2015-5-17 20:51

关于非自治系统分岔图绘制的疑问

请教各位前辈,在做非自治系统分岔图的时候,用龙格库塔ode45,其中时间间隔有如下描述:omega=; period=2*pi/omega; step=period/512; tspan=; 这里我 有个疑问,就是那个period=2*pi/omega,这里omega是激励频率吗?那我这个时间间隔必须除以omega吗?谢谢指点一下~{:{29}:}

mxlzhenzhu 发表于 2019-1-20 11:22

本帖最后由 mxlzhenzhu 于 2019-1-20 11:43 编辑

分叉图建议不要用ODE45这种数值积分算法来计算,现在的经验是:部分软件会用ODE45积分得到一个稳定极限环,作为初值,然后带入正交配置算法,或者IHBM算法,最后用参数延续算法计算极限环分叉。参数延续算法比较有名的是伪弧长算法,伪弧长算法分为两步,Predict-Correction, Predictor-Corrector算法的例子在这里(也就是伪弧长算法):

http://forum.vibunion.com/thread-159672-1-1.html


注:论坛里有人用数值积分获取瞬态解作为分叉图,我认为是不妥的。比如:
mddx+cdx+kx+k3*x.^3=Fa*cos(w(t)*t+theta)
w(t)=a*t+b
然后用ode45求解,得到的响应的确是“解随着参数变化的情况的图”,,但这是瞬态解,不是稳态解。我们关心的是:

mddx+cdx+kx+k3*x.^3=Fa*cos(w_k*t+theta)
w_k=这种离散的稳态解,当w=w1时计算一个LC,然后用参数延续算法,计算w=w2的LC,一直计算下去;如果遇到了Fold,可能 w_k<w_(k-1);如果遇到了新的解分支,这个时候,从w=wk开始,会有两组解或者更多组解,这就是分叉,稳定性可能不一样。(早期的时候Fold不叫分叉,现在很多学术大牛已经把Fold,Branch,Cusp都叫做分叉了)


但是用ode45计算这种,第一,这又并不违背分叉的定义;第二,和某些工程问题对应挺好,因为通常转速就是慢慢增加的,但是并不是严格意义的“用非线性的方法获取的稳态周期解的分叉图”。用Ode45, 用脚趾头想想,也太简单了吧。。。。。
注意,我说“稳态周期解”,并没有强调稳定性,稳定性的计算方法,请参考Routh-Hurwitz判据方法,以及Floquet理论。。。。

用ode45的毛病就是,不能计算得到不稳定的周期解!!!这是这个论坛,到目前为止,没人提到的!!!



mxlzhenzhu 发表于 2019-1-20 11:27

极限环分叉有如下四类:
BPC,极限环分支,在某个参数位置,存在多解,比如孤立子。
PD,周期倍分叉,研究不多,Duffing系统周期倍分叉进入混沌,论坛以及学术上的标准例子。
Hopf分叉,这个不用说,从平衡点进入周期运动,或者从周期极限环凝聚进入平衡点,不过貌似还有人在研究如何高效和精准探测Hopf分叉。自治系统Hopf还根据稳定性,分为超临界Hopf分叉和亚临界Hopf分叉。
不变环面分叉,Torus Bifuration, 也叫做Neimark-Sacker分叉。

不是数学专业的,理论真滴很难{:4_82:},如果异议,请各位积极讨论,大家一起学习{:4_63:}。

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