免疫响应系统的全局稳定性

研究了免疫响应系统无病平衡点和正平衡点的全局稳定性问题.通过构造合适的Lyapunov函数,得到了该系统各个平衡点的全局稳定性条件.结果表明,该系统当只有一个平衡点—无病平衡点时,其必然是全局稳定的;当参数变化导致出现新的平衡点—地方病平衡点时,它也必然是全局稳定的.理论和数值结果非常吻合,表明推导的结果是正确的.该结果的生理意义非常清楚,表明了治疗对此系统的动力学影响是关键性的,对患者的康复是非常重要的.     

扩展Duffing-Van der Pol系统混沌同步研究

基于混沌系统的主动控制同步方法,研究了具有不同初始条件以及不同参数条件的扩展Duffing-Van der Pol系统混沌轨道的同步问题.分析了主动控制同步方法的基本原理,并通过数值模拟验证了该同步方法的有效性.结果表明,主动同步控制器不仅具有简单的结构,而且能够达到良好的控制效果.     

糖酵解模型的动力学分析

主要研究了糖酵解模型由产物ADP流出速率常数σ2引起的Hopf分岔,探讨了糖酵解过程中广泛存在的振荡现象产生的原因.首先研究了平衡点的个数,然后利用Lyapunov稳定性定理研究了平衡点的稳定性,最后利用Hopf分岔理论研究了其Hopf分岔.证明了该Hopf分岔是已发现的糖酵解过程中广泛存在的振荡现象(即周期解)产生的原因,即参数σ2在其临界值σ2c处模型会发生超临界Hopf分岔,分岔出稳定的周期解.并利用软件WinPP进行了数值模拟,结果与理论分析相吻合.     

WinPP软件在一类捕食-被捕食系统动力学研究中的应用

首先介绍了WinPP软件的概况,然后对具有Hassell-Varley型功能反应的捕食-被捕食模型进行了详尽的理论分析,并利用WinPP软件验证了各平衡点的稳定性.结论表明,边界平衡点一定是鞍点,正平衡点在一定条件下是局部渐近稳定的.这表明该系统不会出现某个种群灭绝的现象,并且在一定条件下两种群会以平衡点形式共存,即该生态系统必然会共存而不会灭绝.这意味着该系统具有良好的生态性质——易于保持生态系统的存在和多样性.数值模拟也展示了WinPP软件在研究非线性动力学方面的重要作用.     

有不确定参数和扰动的Filippov系统的混沌同步

摘要本文研究具有不确定参数和扰动的Filippov系统的混沌同步问题．首先通过广义哈密顿系统和观测器的方法重新设计了Filippov系统,消除了非光滑项,得到光滑的误差系统,进而利用Lyapunov稳定性理论研究了该光滑误差系统的稳定性,给出混沌系统达到同步的条件．最后将该方法应用到Chua电路和带干摩擦的Duffing振子,理论分析和数值结果一致．     

神经元Chay模型的动力学分析

研究了神经元Chay模型的动力学.首先在Mathematica软件的辅助下找出系统在给定参数下的平衡点,并根据其Jacobian矩阵得到平衡点的稳定性.然后利用Hopf分岔理论得出Hopf分岔的存在性,并且利用Hopf分岔分析得出分岔方向和分岔周期解的稳定性.最后使用WinPP软件给出了支持理论分析的数值模拟.结果表明:Chay模型存在唯一平衡点,在系统控制参数的变化下,产生超临界Hopf分岔,系统由存在稳定的周期解和不稳定的平衡点过渡为周期解消失,平衡点渐近稳定.因此,Ca2+对神经元细胞的影响是巨大的.     

时滞耦合Lorenz-Rossler系统的Hopf分岔和广义同步

利用时滞动力学分析软件DDE-BIFTOOL研究时滞耦合Lorenz-Rossler系统的动力学,揭示耦合和时滞对系统动力学的影响.对于单向时滞耦合情况,仅耦合会影响系统的平衡点和稳定性,时滞不会影响其局部的动力学.但是对于双向时滞耦合情况,不仅耦合会影响其动力学,而且时滞也会影响其动力学,使得系统出现稳定Hopf分岔,因此两个系统广义同步,即时滞可能会抑制混沌行为.