文档介绍：江苏大学
硕士学位论文
CSTR振荡体系的动力学行为及控制
姓名:安媛
申请学位级别:硕士
专业:一般力学与力学基础
指导教师:毕勤胜
20091218
摘要的工具。本文运用现代非线性分析方法,探讨了振荡体系的复分岔走向混沌的道路,分析了时滞反馈对原系统动力学行为的影时,讨论了两种典型外激励频率下耦合振荡体系的复杂动力学行为。当外激励频率为原自治系统的固有频率时,反应过程中出现了拟结果表明,在两种情况下系统的动力学行为差别很大,扰动频率的自甖反应中的振荡现象被揭示以来,各种化学振荡体系中的非线性现象一直是国内外研究的前沿课题之一。由于化学反应在实际生产中的巨大应用价值,许多学者在该领域做出了大量的工作。近年来,迅速发展的现代非线性理论为各种复杂现象的深入探索提供了有力杂现象及其机理,分析了不同物理参数、初始条件、时滞和耦合等因素对系统的动力学行为的影响,进而揭示了其复杂运动的本质。此外,对振荡体系的反同步与控制问题也进行了初步探讨。主要内容包括以下几个方面的工作:首先,给出了三变量自催化反应系统随着参数的变化经由响。分别探讨了时滞反馈对原系统稳定状态,周期运动和混沌状态的影响。数值仿真结果表明,时滞反馈可以用于控制反应过程,既可使系统从有序走向混沌,也可以从混沌走向有序。其次,在同时考虑溶液流动造成的时滞与入料溶液流速的扰动结构复杂的混沌吸引子和概周期运动,存在混沌由倍周期分岔演变为新的混沌吸引子的过程;当外激励频率与自治系统的固有频率存在量级上差别时,分岔提前发生,反应过程中存在概周期运动,且存在概周期解的空间轨迹不断扩大而后演化为周期解的过程。数值模加入会明显改变系统的动力学演化过程。江苏大学硕士学位论文
再次,设计了一种入料溶液流速随中溶液浓度的改变而改变的反应系统,并考虑由控制系统造成的时滞,给出了相应的数学模型。通过数值模拟发现,入料溶液的流速及浓度参考值均对系统的动力学行为有很大的影响,系统呈现出与原系统不同的动力学行为,反应过程中出现了概周期运动和倒倍周期分岔等丰富的动力学现象。最后,讨论了耦合振荡体系的延迟反同步控制问题。在反应系统中,将反应误差重新定义为实际反应状态与控制目标的差值,并基于稳定性理论和反同步思想,通过构造适当的控制器和控制输入信号可以使整个反应系统中各成分的浓度处于某种状态。该方法对系统无特殊要求,并且无需构造函数。最后用数值模拟验证了方法的有效性。关键词:振荡体系,分岔与混沌,时滞,周期激励,反同步,控制江苏大学硕士学位论文Ⅱ
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学位论文作者签名:挑指导教师签名:埠咖易哆引钥肜日卵年≡魅学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和保密年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密汇编本学位论文。口,在口。
日期:‘罗年,∥月独创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:
第一章绪论化学振荡的基本概念化学振荡的研究背景与现状江苏大学硕士学位论文间的变化而上升,最终反应物和产物的浓度不随时间变化而达到平衡状态。提起些反应体系中,反应物质的浓度却随时间蚩占发生周期性的变化,我们把这样的反应称之为化学振荡反应,它是一种非平衡非线性现象【俊U庵只д过程。任何化学反应能够进行,都是由于非平衡引起的,正是非平衡,才使物质由一种化学型态变为另一种化学型态,可以说,非平衡是化学反应的原因,而平科交叉点的热门课题。这更是诸多科学工作者多年来致力于此领域研究的意义所质量作用定律为基础的振荡数学模型【浚幸徊阶源呋从Φ恼竦捶从Γ何镏一般的化学反应是反应物的浓度随时间的变化而下降,反应产物的浓度随时振荡,人们并不陌生,如钟摆的往复摆动、弹簧的自由伸缩、心脏的收缩和舒张、电路中的电流或电压在最大值和最小值之间重复变化的过程等都是振荡。但在某荡,其实就是在化学反应过程中的反应物、中间体或产生物随时间周期性重复的衡则是化学反应的结果。化学振荡作为一种非平衡非线性现象,此现象在自然界中是普遍存在的。由于化学振荡比较直观的展现了非平衡非线性现象,其理论和应用的研究已逐渐得到人们的重