Прикладные задачи нелинейной теории колебаний и волн

На основе метода квазипотенциала исследуется стационарное распределение случайных траекторий в окрестности тороидальных многообразий стохастически возмущенных нелинейных систем. Для аппроксимации квазипотенциала используется квадратичная форма, задаваемая некоторой определенной на торе матричной функцией. Эта функция – стохастическая функция чувствительности – характеризует реакцию рассматриваемой системы на случайные возмущения, позволяет описать разброс случайных траекторий вблизи тора.

Изучается динамика ансамбля, состоящего из двух параллельно связанных систем фазовой автоподстройки с малоинерционными цепями управления. Рассматриваются вопросы устойчивости синхронных режимов ансамбля, изучаются механизмы возникновения квазисинхронных колебаний, анализируются области существования синхронных, квазисинхронных и асинхронных режимов. Полученные результаты сравниваются с аналогичными результатами моделирования динамики ансамбля с каскадным типом соединения, выделяются общие свойства и принципиальные различия.

В работе даны исходные положения нового подхода к описанию и анализу структурных свойств динамических процессов. Подход базируется на сформулированном и доказанном утверждении, что структура гладкого динамического процесса во временной области описывается параметрами состояния, скорости и кривизны. Суть подхода заключается в двух ключевых операциях. Во-первых, исходный процесс разлагается на компоненты, описывающие структуру его искривленности, – для этого в работе предложена соответствующая система функций, порождаемых угловым оператором.

Приведен обзор новых возможностей генерации и усиления пространственно-когерентного излучения с помощью брэгговских структур планарной геометрии. В частности, рассмотрены схемы черенковских генераторов с двумерной распределенной обратной связью, исследована возможность использования указанного механизма для синхронизации излучения лазерных активных сред (лазеры с двумерной распределенной обратной связью). Обсуждаются электронные усилители на основе планарных брэгговских волноводов.

Изучена возможность использования клистронного автогенератора с запаздывающей обратной связью в качестве источника хаотических радиоимпульсов. Приведены результаты экспериментальных исследований, проведенных на специальной измерительной установке. Показано, что клистронный автогенератор под внешним импульсным воздействием способен переходить в режим развитого хаоса и может генерировать хаотические радиоимпульсы.

Анализируются особенности нелинейной динамики лампы обратной волны в присутствии таких факторов, как потери энергии при распространении волн, поле пространственного заряда, отражения волн на концах системы. Обсуждается динамика лампы обратной волны со связанными системами, в том числе мультистабильность, обусловленная возможностью взаимодействия пучка с медленной или быстрой нормальной волной в связанных линиях передачи.

На основе техники вейвлет-анализа проведено исследование изменений характеристик физиологического тремора при воздействии слабого низкочастотного магнитного поля. Рассмотрены различные возможности анализа структуры экспериментальных данных с помощью действительных и комплексных базисных функций вейвлет-преобразования. Обнаружено, что магнитное поле оказывает влияние на локальную регулярность исследуемых процессов и на их энергетические характеристики.

Исследованы процессы в автономных двумерных рекурсивных цифровых системах первого порядка с тремя уровнями квантования. Числа представляются в прямом коде, а результаты суммирования округляются. Сумматор имеет характеристику с насыщением. В рамках детерминированного подхода предложена методика построения бифуркационной диаграммы системы. С ее помощью найдены условия существования заданных типов выходных движений, выраженные через коэффициенты системы.

Представлены результаты экспериментальных исследований изменения электрокардиограммы для пациентов с нистагмом при его уменьшении в процессе периодического воздействия света. Приведены формы электрокардиосигнала и его спектр, индексы Баевского, нистагмограммы до и в момент воздействия света. Показано, что периодическое световое воздействие на глаза в момент подавления нистагма приводит к увеличению уровня тонуса симпатической нервной системы в регуляции сердечной активности и одновременно к уменьшению шумовых составляющих спектра электрокардиограммы.

Рассмотрены особенности картины синхронизации в системе, предельный цикл которой вложен в трехмерное фазовое пространство. На примере системы Ресслера под воздействием периодической последовательности δ-функций показано, что картина синхронизации существенно зависит от направления действия внешней силы. Выяснены особенности устройства языков синхронизации.