Системний підхід до розв’язання прямих і обернених задач у системах з хаосом

Abstract

Запропоновано системний підхід до ефективного застосування засобів математичного та комп’ютерного моделювання динамічних систем для вирішення проблем дослідження детермінованого хаосу в складних нелінійних системах та пов’язаних з ними обернених задачах. Розв’язано науково-технічну задачу удосконалення математичного моделювання через поліпшення наявних методологій дослідження детермінованого хаосу та розроблення нових математичних моделей на основі спеціалізації існуючих. Запропоновано схеми дослідження прямих (дослідження динамічних режимів поведінки нелінійних систем залежно від біфуркаційних параметрів) і обернених (реконструкції математичних моделей) задач детермінованого хаосу у складних нелінійних системах. Експериментальні дослідження наведено для скалярних реалізацій нелінійних систем Ю.-Ш. Чена та Ресслера. Для останньої знайдено еквівалентну модель.

Предложен системный подход к эффективному применению средств математического и компьютерного моделирования динамических систем для решения проблем исследования детерминированного хаоса в сложных нелинейных системах и связанных с ними обратных задачах. Решена научно-техническая задача усовершенствования математического моделирования путем улучшения существующих методологий исследования детерминированного хаоса и разработки новых математических моделей на основе специализации существующих. Предложены схемы исследования прямых (исследование динамических режимов поведения нелинейных систем в зависимости от бифуркационных параметров) и обратных (реконструкции математических моделей) задач детерминированного хаоса в сложных нелинейных системах. Экспериментальные исследования приведены для скалярных реализаций нелинейных систем Ю.-Ш. Чена и Ресслера. Для последней найдена эквивалентная модель.

In this paper, the systematic approach to the effective application of mathematical and computer modeling of dynamic systems is proposed for solving the problems of deterministic chaos research in complex nonlinear systems and related inverse problems. The scientific and technical task of enhancing mathematical modeling by improving existing methodologies of investigation of the deterministic chaos and by developing new mathematical models, based on the specialization of existing ones, is solved. To solve the problem, we suggested investigation schemes of direct (research modes of behavior depending on the bifurcation parameters) and inverse (reconstruction of mathematical models) tasks of the deterministic chaos in complex non-linear systems. Experimental studies are presented for scalar implementations of YU.-SH. Chen and Roessler nonlinear systems. For the last one, the equivalent model was constructed.