以入倍周期分岔区,由处发生第次倍周期分岔,由周期变为周期周期轨道满足,,由,两式可得,解此元四次方程可得个根,即有个不动点显然和是两个平凡解,应予以排除式消除以上两个平凡解以后得,解式得,,将此两解带入周期轨道的稳定性条件,可知在稳定区间两端取值和,其中后者对应由周期到周期分岔的临界点类似地分析下去,发现大于时,系统开始倍周期分岔,其周期为,直至个值,系统开始表现随机行为,即进入了混沌状态虫口模型混沌现象的计算机模拟这里,我采用对这个模型进行简单的数值模拟程序流程图如图所示图程序流程图程序运行结果以及分析由程序的运行结果可以看到虫口模型在由倍周期分岔进入混沌运动的过程如果取,,迭代的轨道如图所示开始模型对初始值敏感性模拟同初值对应不同参数同参数对应不同初值任意参数和数值输入参数和确认开始迭代绘图输出结束图周期轨道对应于周期轨道,此时,即种群趋于消灭如果取,,迭代后的轨道如图所示图虫口数趋于个稳定值此时趋于个稳定的值,即虫口数最终会稳定在个确定的数量如果取三个不同的初始值,,对应于同个参数其结果也趋于同个稳定的值如图所示,即虫口数最终趋于同个状态图虫口数趋于同个稳定值随着参数的继续增大,例如时系统状态就会进入周期轨道,系统出现两个值和的交替状态,如图所示,即虫口数在两种状态之间交替变化图周期轨道如果进步继续增加值,当,此时在四个值上依次跳动例如时,依次趋向于进入周期轨道,如图所示,虫口数在上面的四个值间周期变动图周期轨道继续增大参数的值,系统状态倍周期演化最终进入混沌轨道,如图所示图混沌轨道例如取,初值分别为和与只有很小的差别,但我们可以明显的看到,迭代后的两条轨道最终表现出显著的差异,如图所示图两条混沌轨道比较在牛顿力学中,只要初始条件和受力状态确定,以后的运动就确定了,如果初始条件的变化很小,那么随着系统的演化,轨道的改变也不会很大上面图中两条轨道显著的差异在牛顿力学中显得有点不可思议,但这也正是混沌现象的神奇之处造成这种初值敏感性的主要机制在于伸长和折叠伸长的特性就是把相邻点的距离拉开,最终导致相邻点指数分离折叠的特性就是把很远的点凑到起,使得序列最终保持有界,而且还会引起映射的不可逆这种伸长折叠过程不断地进行,从而导致了混沌计算机的发展实现了大量快速的数值计算,为非线性系统的研究提供了有力武器本文通过对虫口模型的计算机模拟,展现了其中的奇异规律,在教学中取得了良好的效果,可以为同行提供有益的参考和教学补充也会引起更多人的兴趣和研究,促进非线性科学的发展第五章总结本文主要要介绍了混沌理论的基本概念,并且通过计算机软件模拟了混沌理论中的洛伦兹模型和虫口模型混沌现象只能出现在非线性系统而不能出现在线性系统中在虫口方程中没有外加随机变量,即不存在产生随机性的外部原因这种随机性又是本身固有的,是内在随机性而牛顿力学等的内在随机性的根源就在于其动力学方程中有非线性项存在,这与分子无规运动的随机性不同混沌是过程的科学演化的科学,而不是状态的科学,变是混沌的本性随着时间的推移,系统运动状态在不断变化当控制参量由小到大变化时,系统由稳定有序逐渐失稳,开始分岔,随着分岔按几何级数的不断增长,系统由有序到无序当控制参量达到个临界值时系统进入混沌区当再增大时又会遇到个个的周期窗口,个个混沌区,当不断减少时系统又会由混沌逐渐向有序演化在今后的研究中虫口模型程序初值取随机数设定初值得出表达式画出抛物线画出等分角线建立循环开始迭代迭代关系式画竖线,与抛物线相交于,点从,点画横线交等分角线于,点将映射所得的赋给下次迭代的初值结束循环虫口模型程序取随机的初值从连续取到,步长为将赋给迭代变量先进行循环迭代以达到稳定的定常解ξ迭代次,而不作图再进行循环,看定常解ξ与的关系用定常解进行迭代画图,将着重对具体现象的数学建模和计算机模拟,以便观察到更具体的现象参考文献,,,,,吴彤非线性动力学混沌理论方法及其意义清华大学学报,王德金,郑永爱分数阶混沌系统的延迟同步动力学与控制学报,孙庆华,包芳勋从线性到非线性和混沌谈数学的发展历程西安电子科技大学学报社会科学版,陈向炜,傅景礼,罗绍凯,梅凤翔系统动力学研究进展商丘师范学院学报,江富泉,李后强分形混沌理论与系统辩证论哲学动态,侯威,封国林,董文杰基于复杂度分析映射和模型的研究,王亥,胡健栋混沌扩频序列电子学报,王杰智,陈增强,袁著祉个新的混沌系统及其性质研究物理学报,傅新楚,周焕文,许凯华分叉混沌符号动力学武汉武汉大学出版社,王东生,曹磊混沌分形及其应用合肥中国科学技术大学出版社致谢本论文是在周林华老师的精心指导下完成的在此,我要对我的导师周林华在毕业设计期间,对我的学习生活上无微不至的关怀和帮助表示最诚挚的感谢和最衷心的祝福周老师在繁忙的教学和科研工作中花费了大量的心血和宝贵的时间对我的论文进行指导,论文中每点成绩的取得都是与老师的谆谆教诲分不开的老师们严谨的科学态度和治学之道是我终身学习的榜样,并将激励我在今后的人生道路上不断努力,积极进取并且让我深深体会到,认真的做好件事,所获得的成就感是任何东西都无法取代的,周老师给我的不仅仅是学科与知识的教诲,更是对我人生态度的教诲,请允许我再次向周老师表示最衷心的谢意我要深深感谢我的父母和其他亲人们,正是因为他们在生活上无微不至的关怀和精神上极大的支持和鼓励,才使我顺利完成了四年的大学学习,充实而愉快地度过了人生的重要阶段感谢数学系的其他老师对我学业上的帮助和指导和他们同走过的日子是无比的快乐开心最后我要感谢所有关心和帮助过我的朋友们,谢谢你们,我永远爱你们,附录洛伦兹模型程序,模型变量时域响应模型相图模型平面相图虫口模型程序取为,间的随机数固定定值将赋给迭代变量为循配间距实际配筋率主梁吊筋计算由次梁传给主梁的集中荷载为用箍筋,双肢,取个,若用吊筋,,选用配筋图及材料图五参考书籍混凝土结构设计新版白国良王毅红主编武汉理工大学出版混凝土结构设计原理第二版刘锡军蒋隆敏主编中南大学出版社故各跨中截面属于第类形截面。次梁正截面承载力计算见下表截面边跨中第内支座中间跨中中间支座截面边跨中第内支座中间跨中中间支座剪力系数或,未找到引用源。选用钢筋实配面积,未找到引用源。实际配筋率及符合要求斜截面承载力计算,﹥截面合适验算可否按构造配箍﹤需按计算配箍次梁斜截面强度计算如下次梁斜截面承载力计算见下表截面边跨中第内支座中间跨中中间支座箍筋直径和肢数双肢活载活载④活载活载内力组合④最不利内力或组合项次④④或组合值或组合项次或组合值﹤实配间距弯矩调幅时要求的配箍下限为实际配箍率满足要求根据计算结果及次梁的的构造要求,绘制次梁配筋图,如图所示。四主梁设计按弹性理论计算荷载计算由次梁传来的恒载主梁自重主梁侧抹灰恒载标准值活载标准值恒载设计值活载设计值确定计算跨度及计算简图主梁计算跨度中跨边跨,取小值且边跨和中间跨为等跨。主梁计算简图如下内力计算弯矩设计值,其中,可由书中表查取因为为等跨设计边跨等于中跨,则有剪力设计值,其中,可由书中表查可知主梁内力计算如表主梁内力计算项次计算简图弯矩剪力边跨跨中支座中间跨中支座支座左右恒载以活荷载分项系数取。于是板的设计值总值开门按钮开门继电器上强迫减速限位关门继电器下强迫减速限位继电器消号按钮蜂鸣器锁梯钥匙向上方向显示楼楼层感应器向下方向显示二楼楼层感应器楼楼层显示三楼楼层感应器二楼楼层显示楼指令按钮三楼楼层显示二楼指令按钮楼指令显示三楼指令按钮二楼指令显示楼向上召唤按钮三楼指令显示二楼向上召唤按钮楼上召唤显示二楼向下召唤按钮二楼上召唤显示三楼向下召唤按钮二楼下召唤显示三楼下召唤显示软件系统设计语句表以下是电梯向上运行控制以下是电梯向下运行控制点点层请求上楼厢体向上运行二层请求上楼厢体向下运行三层请求上楼厢体停二层请求下楼开厢门三层请求下楼关厢门四层请求下楼当前厢体在层厢体到达层当前厢体在二层厢体到达二层当前厢体在三层厢体到达三层当前厢体在四层厢体到达四层电梯内呼层电梯内呼二层电梯内呼三层电梯内呼四层开厢门按钮关厢门按钮厢门开到位厢门关到位结论毕业设计是专科学习阶段次非常难得的理论与实际相结合的机会,通过这次比较完整的设计出电梯控制,我摆脱了单纯的理论知识学习状态,通过实际设计相结合,锻炼了我综合运用所学的专业基础知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料设计手以入倍周期分岔区,由处发生第次倍周期分岔,由周期变为周期周期轨道满足,,由,两式可得,解此元四次方程可得个根,即有个不动点显然和是两个平凡解,应予以排除式消除以上两个平凡解以后得,解式得,,将此两解带入周期轨道的稳定性条件,可知在稳定区间两端取值和,其中后者对应由周期到周期分岔的临界点类似地分析下去,发现大于时,系统开始倍周期分岔,其周期为,直至个值,系统开始表现随机行为,即进入了混沌状态虫口模型混沌现象的计算机模拟这里,我采用对这个模型进行简单的数值模拟程序流程图如图所示图程序流程图程序运行结果以及分析由程序的运行结果可以看到虫口模型在由倍周期分岔进入混沌运动的过程如果取,,迭代的轨道如图所示开始模型对初始值敏感性模拟同初值对应不同参数同参数对应不同初值任意参数和数值输入参数和确认开始迭代绘图输出结束图周期轨道对应于周期轨道,此时,即种群趋于消灭如果取,,迭代后的轨道如图所示图虫口数趋于个稳定值此时趋于个稳定的值,即虫口数最终会稳定在个确定的数量如果取三个不同的初始值,,对应于同个参数其结果也趋于同个稳定的值如图所示,即虫口数最终趋于同个状态图虫口数趋于同个稳定值随着参数的继续增大,例如时系统状态就会进入周期轨道,系统出现两个值和的交替状态,如图所示,即虫口数在两种状态之间交替变化图周期轨道如果进步继续增加值,当,此时在四个值上依次跳动例如时,依次趋向于进入周期轨道,如图所示,虫口数在上面的四个值间周期变动图周期轨道继续增大参数的值,系统状态倍周期演化最终进入混沌轨道,如图所示图混沌轨道例如取,初值分别为和与只有很小的差别,但我们可以明显的看到,迭代后的两条轨道最终表现出显著的差异,如图所示图两条混沌轨道比较在牛顿力学中,只要初始条件和受力状态确定,以后的运动就确定了,如果初始条件的变化很小,那么随着系统的演化,轨道的改变也不会很大上面图中两条轨道显著的差异在牛顿力学中显得有点不可思议,但这也正是混沌现象的神奇之处造成这种初值敏感性的主要机制在于伸长和折叠伸长的特性就是把相邻点的距离拉开,最终导致相邻点指数分离折叠的特性就是把很远的点凑到起,使得序列最终保持有界,而且还会引起映射的不可逆这种伸长折叠过程不断地进行,从而导致了混沌计算机的发展实现了大量快速的数值计算,为非线性系统的研究提供了有力武器本文通过对虫口模型的计算机模拟,展现了其中的奇异规律,在教学中取得了良好的效果,可以为同行提供有益的参考和教学补充也会引起更多人的兴趣和研究,促进非线性科学的发展第五章总结本文主要要介绍了混沌理论的基本概念,并且通过计算机软件模拟了混沌理论中的洛伦兹模型和虫口模型混沌现象只能出