Хм, то есть Вы имеет ввиду, что система которую Вы предложили сначала имеет лишь периодические решение если 

 лежит на окружности?
система, которую я предложил, самая исходная, до введения доп. переменной, имеет не только периодические решения, но она имеет (вероятно единственное) решение с периодом 

. Обозначим его 

 Поскольку мы хотим чтобы система была автономной , мы вводим еще одну переменную 

 и еще одно диф. уравнение 

. Получаем решение 

. Первые две фунуции периодичны, последняя -- нет. Это если рассматривать 

 как элемент 

. Но поскольку правая часть нашей системы периодична по 

 серечь по 

 естественно считать, что 

 бегает по окружности длины 

. Тогда за время 

 точка 

 возвращается в исходное положение и мы получаем замкнутую траекторию.
Мораль: Неавтономная система имеет периодическое решение  

. Но после "автономизации", когда появилось еще переменная 

 соответствующее решение будет периодичным только на 

, но не в 
