非线性系统英文解释翻译、非线性系统的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 nonlinear system
相关词条:
1.nonlinearsystem 2.nonlinearsystem
分词翻译:
非的英语翻译:
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
线的英语翻译:
clue; line; string; stringy; thread; tie; verge; wire
【医】 line; line Of occlusion; linea; lineae; lineae poplitea; mito-; nemato-
soleal line; strand; thread
【经】 line
系统的英语翻译:
system; scheme
【计】 system
【化】 system
【医】 system; systema
【经】 channel; system
专业解析
非线性系统(Nonlinear System)指输出与输入不成正比例关系,且不满足叠加原理的系统。其数学本质表现为系统方程包含非线性项(如平方、三角函数、乘积等),导致系统行为呈现复杂性、多稳态性、混沌等特征。以下是汉英词典视角的详细解析:
一、核心定义
- 汉语释义:非线性系统指系统的输出变化与输入变化不成直线比例关系,且整体行为无法通过局部特性简单叠加预测的系统。
- 英语对照:Nonlinear System — A system in which the output is not directly proportional to the input, and the principle of superposition does not apply.
二、数学表征
非线性系统的动力学方程通常表现为非线性微分方程:
$$
frac{dx}{dt} = f(x, u, t)
$$
其中 ( f ) 包含非线性函数(如 ( x )、( sin(x) )、( x_1x_2 ) 等),区别于线性系统的矩阵形式 ( dot{x} = Ax + Bu )。
三、典型特性
-
叠加性失效(Failure of Superposition)
输入 ( u_1 ) 和 ( u_2 ) 的叠加响应 ( y(u_1 + u_2)
eq y(u_1) + y(u_2) )。
例:机械弹簧在过大形变时遵循胡克定律的偏离(力-位移关系非线性)。
-
初值敏感(Sensitivity to Initial Conditions)
微小初始状态差异可能导致长期行为显著不同(如混沌系统的蝴蝶效应)。
-
多稳态与分岔(Multistability & Bifurcation)
系统可能存在多个稳定平衡点(如双摆的不同摆动模式),且参数微小变化会引发定性行为突变(分岔)。
四、应用领域实例
- 工程控制:机器人轨迹跟踪需处理关节摩擦、间隙等非线性因素(来源:IEEE Control Systems Society)。
- 电路系统:二极管、晶体管等元件特性导致电路非线性响应(来源:MIT OpenCourseWare, Electronics课程)。
- 生物系统:神经元膜电位动力学(Hodgkin-Huxley模型)含离子通道非线性激活(来源:Nature Reviews Neuroscience)。
五、权威参考资料
- 学术定义参考:
《非线性系统理论》(Nonlinear Systems) by Hassan K. Khalil(经典教材,涵盖数学基础与稳定性分析)。
- 工程应用指南:
IEEE Transactions on Automatic Control(期刊,收录非线性控制算法研究)。
- 开源课程资源:
麻省理工学院公开课《非线性动力学与混沌》(视频及讲义,系统讲解实例)。
附:汉英关键术语对照
汉语 |
英语 |
非线性系统 |
Nonlinear System |
叠加原理 |
Superposition Principle |
混沌现象 |
Chaotic Behavior |
分岔 |
Bifurcation |
李雅普诺夫稳定性 |
Lyapunov Stability |
(注:因搜索结果未提供可验证链接,此处仅标注来源名称以确保信息权威性。建议用户通过学术数据库或出版社官网获取上述资源。)
网络扩展解释
非线性系统是指系统中输入与输出不成正比例关系,且不满足叠加原理的复杂系统。它与线性系统的核心区别在于,其行为无法通过简单的线性方程描述,而是涉及变量间的相互作用、反馈或其他复杂数学关系。以下是其核心要点:
1.基本定义
非线性系统的数学模型通常包含变量或其导数的高次项、乘积项或非线性函数(如指数、三角函数等)。例如:
- 范德波尔方程:$$ddot{x} + mu(x - 1)dot{x} + x = 0$$(含(x)项)
- 洛伦兹方程:$$begin{cases} dot{x} = sigma(y - x)dot{y} = x(rho - z) - ydot{z} = xy - beta z end{cases}$$(含(xy)项)
2.主要特点
- 不满足叠加性:输入(A+B)的效果不等于单独输入(A)和(B)的效果之和。
- 对初始条件敏感:微小变化可能导致长期行为的巨大差异(如“蝴蝶效应”)。
- 多稳态与分岔:系统可能在不同状态间切换,或随参数变化出现性质突变。
- 混沌现象:确定性方程可能产生看似随机的、不可预测的长期行为。
3.实际应用领域
- 气象学:天气系统的混沌特性导致长期预测困难。
- 生物学:种群动态模型(如捕食者-猎物方程)中的非线性相互作用。
- 工程学:电路中的非线性元件(二极管、晶体管)、机械振动分析。
- 经济学:市场供需关系中的非比例变化与复杂反馈。
4.研究意义
非线性系统理论揭示了自然界中广泛存在的复杂性,打破了传统线性思维的局限性。其研究工具包括相空间分析、李雅普诺夫指数(量化混沌程度)、分形几何等,为理解复杂现象(如湍流、脑电波活动)提供了新视角。
如果需要进一步了解具体案例或数学方法,可参考物理学、控制论或动力系统领域的专业文献。
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