普适性非线性系统参数分岔图仿真工具
项目介绍
本项目是一款功能强大的非线性动力系统分岔行为仿真工具。它提供了一个高度灵活的计算框架,允许用户通过简单的函数修改来研究各类非线性系统的动力学特性。该工具能够自动扫描控制参数空间,识别系统的稳态行为(平衡点、周期轨道、混沌吸引子),并生成专业的分岔图,为非线性动力学研究提供直观的数值分析支持。
功能特性
- 高度自定义系统:支持用户自定义动力学方程,轻松适配Logistic映射、Duffing振子、Henon映射等常见非线性系统
- 智能参数扫描:采用参数连续扫描算法,高效探索参数空间中的动力学行为变化
- 精确稳态检测:结合庞加莱截面法与瞬态剔除技术,准确捕获系统稳态行为
- 稳定性分析:集成李雅普诺夫指数计算,定量分析系统混沌特性
- 自动分岔识别:内置算法自动检测并标记分岔点位置
- 出版级可视化:生成高分辨率分岔图,支持PNG/PDF等多种输出格式
- 完整数据导出:提供原始仿真数据矩阵,便于后续深入分析
使用方法
- 修改系统方程:编辑系统动力学函数文件,定义您的非线性系统
- 设置仿真参数:
- 指定控制参数扫描范围(a_min, a_max)
- 设置参数变化步长(delta_a)
- 定义初始条件向量(x0)
- 配置瞬态剔除和数据采集迭代次数
- 执行仿真:运行主程序开始分岔分析
- 结果分析:查看生成的分岔图、分岔点列表和稳定性报告
- 数据导出:保存图像文件和原始数据矩阵
系统要求
- MATLAB R2018b或更高版本
- 推荐内存:4GB以上(复杂系统需更大内存)
- 磁盘空间:100MB可用空间
文件说明
主程序实现了系统的核心仿真流程,包括参数空间的自动遍历、动力学方程的迭代求解、瞬态行为的有效剔除、稳态数据的高效采集以及系统稳定性的精确判定。同时,它整合了分岔点的自动检测算法与结果可视化模块,能够直接生成包含数值标注的分岔图并输出多种格式的分析报告。