Звягин СИСТЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ ВЫЧИСЛЕНИЙ Методические указания к лабораторным работам Издательство МГТУ им. <...> – 32 с.: ил. ванию систем аналитических вычислений для анализа сложных динамических систем как при классической постановке вопроса об устойчивости и анализе особых точек нелинейных систем, так и при современной постановке задачи об определении условий возникновения в системах хаотических состояний. <...> Отдельно рассмотрен вопрос о построении притягивающих множеств особых точек нелинейных систем, являющихся аттракторами. <...> Как правило, о динамической системе говорят в том случае, если можно указать такой набор величин, характеризующих состояние системы, что их значения в любой последующий момент времени получаются из исходного набора по определенному правилу. <...> Современное понятие динамической системы подразумевает возможность задания оператора эволюции любыми способами, не обязательно дифференциальным уравнением. <...> Применение специализированных универсальных математических пакетов (MatLAB, Mathematica, Maple и т. д.) позволяет не только получить результат вычислений за приемлемое время, но и, используя дополнительные возможности этих пакетов, дать более качественный и всесторонний анализ поведения динамических систем вне зависимости от того, в каком виде они представлены. <...> ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ, ОПИСЫВАЕМЫХ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫМИ УРАВНЕНИЯМИ: СИСТЕМА ЛОРЕНЦА Опишем порядок исследования динамических систем на примере системы, впервые предложенной в 1963 г. американским исследователем Э. Лоренцем <...> После некоторых преобразований, учитывающих физические особенности системы, уравнения, ее описывающие, можно привести к виду, называемому моделью Лоренца: x yx y rx y xz, z bz xy. (), =σ − = − − = − + (1.2) Эта модель представляет собой динамическую систему с трехмерным фазовым пространством. <...> Ее мгновенное состояние определяется набором трех переменных (x, у, z), а оператор эволюции определен (1.2 <...>
Системы_аналитических_вычислений.pdf
УДК 519.6(076)
ББК 22.193
З-45
Рецензент Г.И. Ревунков
Звягин Ф.В.
З-45
Системы аналитических вычислений: Метод. указания к
лабораторным работам. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2007. – 32 с.: ил.
ванию систем аналитических вычислений для анализа сложных динамических
систем как при классической постановке вопроса об
устойчивости и анализе особых точек нелинейных систем, так и
при современной постановке задачи об определении условий возникновения
в системах хаотических состояний. Отдельно рассмотрен
вопрос о построении притягивающих множеств особых точек
нелинейных систем, являющихся аттракторами. Сформулированы
задания к лабораторным работам.
Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, изучающих нелинейные
процессы в динамических системах.
Ил. 7. Библиогр. 4 назв.
УДК 519.6(076)
ББК 22.193
Методическое издание
Феликс Валерьевич Звягин
СИСТЕМЫ АНАЛИТИЧЕСКИХ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Редактор А.В. Сахарова
Корректор М.А. Василевская
Компьютерная верстка А.Ю. Ураловой
Подписано в печать 23.04.2007. Формат 60×84/16. Бумага офсетная.
Печ. л. 2,0. Усл. печ. л. 1,86. Уч.-изд. л. 1,75.
Тираж 200 экз. Изд. № 16. Заказ
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007
Методические указания содержат рекомендации по использо
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................................................................... 3
1. Исследование динамических систем, описываемых дифференциальными
уравнениями: система Лоренца ................................................. 4
1.1. Задача о конвекции в подогреваемом снизу слое ....................... 4
1.2. Аналитическое исследование уравнений Лоренца ..................... 6
2. Исследование динамических систем на устойчивость по линейному
приближению и теорема Ляпунова ........................................................... 13
2.1. Ляпуновские показатели ............................................................... 13
2.2. Методы численной оценки ляпуновских показателей ............... 15
2.3. Алгоритм вычисления ляпуновских показателей ....................... 17
2.4. Пример численного расчета ляпуновских показателей для
системы Лоренца ........................................................................................ 20
2.5. Двухпараметрический анализ и карты ляпуновских показателей ...... 21
3. Построение множеств Жюлиа и Мандельброта ................................ 22
3.1. Теоретические сведения ............................................................... 22
3.2. Алгоритм построения областей притяжения и множества Жюлиа 23
3.3. Алгоритм построения множества Мандельброта ....................... 24
Лабораторные работы ................................................................................. 25
32
Стр.32