通常來說非線性動力系統中極限圈的成因是因為Jacobian矩陣的什麼性質?

時間 2021-06-02 13:53:41

1樓:麥克斯古德

首先,那叫極限環。接下來我們將分幾部分說明,極限環的發生與系統雅可比矩陣之間的關係。

一、我們以含乙個引數的二維連續時間動力系統為例:其平衡點處的雅克比矩陣存在兩個特徵根,分別為lambda1和lambda2。隨著引數變化,其中某一特徵根抵達至虛軸時,平衡點將發生退化,此時平衡點為非雙曲平衡點。

進一步的,當分別滿足若干假設性條件時,該平衡點處會分別發生1)鞍結分岔;2)跨臨界分岔;3)叉形分岔。

二、進一步地,當隨著引數繼續變動,平衡點處雅克比矩陣的兩個特徵根都抵達至虛軸,即特徵根實部為零,虛部不為零。此時,若1)頻率大於零;2)特徵根穿越虛軸的速度不為零;3)第一李雅普諾夫係數不為零。平衡點在該處將發生Hopf分岔,即在平衡點的一端將衍生出一系列極限環,根據Hopf分岔的型別(超臨界或者亞臨界)可判斷極限環的穩定性。

三、此外,若增加系統引數的數量為兩個。當引數滿足某些條件時,系統平衡點會發生進一步的退化,如Generalized Hopf分岔或者BT分岔。此二者皆為餘維二分岔,其附近皆存在極限環結構。

2樓:姓林

極限環好像跟Jacobian矩陣沒關係吧。

龐加萊本迪克松定理講人話就是,一條軌道一直從外向裡繞,而它內部又沒有乙個平衡點,那麼這條軌道就只好形成乙個極限環了。

迪拉克定理好像是 在區域內不變號,則無閉軌。硬要說跟Jacobian矩陣的關係,可能就是這個吧。

Jacobian矩陣通常是用來判斷極限點的,而不是極限環。

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