孙伟鹏 王贺元 阚猛

(辽宁工业大学理学院,锦州 121001)

引言

人们很早就发现化学反应中存在混沌现象[1,2],化学混沌作为混沌学的一个重要分支,已经越来越被人们所关注和重视.所谓化学混沌[3],是指化学反应中某些组份的宏观浓度不规则地随时间变化的现象,这种不规则性与实验条件和仪器误差无关,是由其内部反应机理所决定的.事实上,绝大多数的化学反应速率方程都是非线性的,因此化学反应出现振荡(周期的或者混沌型的)是不足为奇的.1921年,Bray就已发现H2O2被I2-HIO3催化分解的反应中出现振荡[1].1958年,别洛索夫发现,由溴酸钾[KBrO3]、丙二酸[CH2(COOH)2]、硫酸铈[Ce(SO4)2]与硫酸的混合液中,生成物交替出现红色和蓝色.1964年,扎博金斯基用锰或试亚铁灵代替催化剂铈,从而发现了著名的B-Z振荡反应[1].1973年,Ruelle首次在化学反应中发现浓度随着时间做不规则的非周期变化[4].迄今为止,已经在B-Z反应体系等许多化学反应体系中发现了化学混沌.

随着对混沌的不断探索与深入研究,混沌控制也成为广大学者研究的热点之一[5-8].1989年胡伯勒(A.Hubler)首次提出混沌可以被控制,次年,奥特(E.Ott)等通过参数微扰法(OGY法)成功控制了混沌.近年来,混沌控制已经被广泛应用到通信加密、神经网络、计算机等众多领域[9,10].然而,关于化学混沌控制方面的研究相对较少,因此,对Willamowski-Rössler化学系统[9]的控制与同步研究对提高化学反应催化性能、改善混合过程等具有重要意义.

本文在前人工作的基础上,结合现代非线性分析方……