几类光滑与非光滑系统的周期解问题

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本文首先对推广的Melnikov函数方法进行了补充和完善,建立了分段光滑系统的Melnikov函数零根与极限环个数之间的关系。其次,利用推广的Melnikov函数方法,研究了两类分段光滑系统。通过复杂的计算,求得Melnikov函数零根的个数,由此分别得到了这两类系统由闭轨扰动产生的极限环的个数。作为对动力系统周期解的另一项研究,本文还考虑了一维周期方程,并给出了几种方法来研究周期解的个数问题和稳定性问题。其中,我们通过建立PoincaM映射!将方程化成规范型或利用平均方程,来确定周期解的个数。另外,通过研究零解的重数,可以了解零解的稳定性。  本研究分为五个部分:第一章主要介绍了本文的研究背景,包括研究对象以及所用到的主要方法。第二章介绍了分段光滑系统的M elnikov函数方法.针对分段光滑的近哈密顿系统,我们对与推广的M elnikov函数方法相关的结论进行总结归纳,并且在这些已知结果的基础上,给出了周期带分支定理,以及在 H opf分支问题中的M elnikov函数的性质。第三章研究了一类非光滑的Lienard系统的极限环分支问题.针对该切换系统的两种情况:切换直线在 x轴上和切换直线在y轴上,我们先分别讨论了带双参数扰动的两类系统,并利用带双参数的M elnikov函数的第一项和第二项表达式,计算出这两类系统的极限环在闭轨附近的个数。然后,再根据这两类系统与原系统之间的关系,得出原系统在这两种情况下的极限环的个数,并举例说明结论。第四章主要考虑了一类具有Lienard形式的切换系统,该系统的左右子系统均为多项式系统.通过分段光滑系统的M elnikov函数方法,我们得到了系统的Melnikov函数M(h)的表达式.之后,为了能得到该式的零根个数,从而确定系统在闭轨附近的极限环个数,我们将M(h)中与 h有关的项分为三部分来讨论,最终的结果与这三部分有关.最后,我们按照系统中多项式的次数大小分类讨论,得到一系列关于这类系统的极限环在闭轨附近的个数的结果。第五章讨论了一维周期系统的周期解的存在性、稳定性及其个数问题,并给出了研究这些问题的若干理论与方法.本章的主要结果包含四个部分:第一部分阐述了周期解个数和Poincare映射之间的关系,并且总结和改进了已有结论;在第二部分中,我们得到了一维周期方程零解的重数与稳定性之间的关系,并且分别给出了χ=0是奇数重、偶数重和中心型的条件;第三部分给出了一个适用于一般方程的规范型定理;第四部分是平均法理论,阐述了如何利用平均方程来研究周期方程周期解的个数问题。
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