Scaling laws and relaxation rate at desynchronization in coupled oscillators
本研究刻画非局域相互作用耦合振荡器模型的一级相变,通过数值与解析方法得到序参量标度指数1/2、验证弛豫时间发散及有限尺寸标度等,揭示非局域相互作用或使一级相变存在临界行为。
2025-08-25 nlin.AO
Network desynchronization by non-Gaussian fluctuations
许多网络必须保持同步,尽管它们在嘈杂的环境中运行。重要的例子是随机惯性振荡器,已知其在许多应用中表现出宽尾波动,包括具有可再生能源的电力网。这种非高斯波动可能导致罕见的网络去极化。在这里,我们建立了一个一般的理论,惯性振荡器网络的非高斯噪声去噪。我们计算的速率的去噪,并表明,噪声的高时刻进入特定的耦合功率:无论是加速或减慢速度指数取决于噪声统计数据如何匹配网络的最慢模式的统计。最后,我们使用我们的理论介绍了一种技术,大大减少了网络去冗余化的有效描述。最有趣的是,当不稳定性与一个单一的边缘,减少是一个随机振荡器。
2019-11-12 nlin.AO physics.soc-ph
Synchronization-Desynchronization Transitions in Complex Networks: An Interplay of Distributed Time Delay and Inhibitory Nodes
我们研究了分布延迟和兴奋性和抑制性节点之间的平衡对耦合Stuart-Landau振子网络中同步振荡稳定性的综合影响。为此,提出了一个网络模型,可以分析研究的稳定性。研究发现,超过一个临界抑制比,同步趋于不稳定。然而,增加分布宽度可以抵消这种趋势,导致在相对高的抑制率下的多个异构化转变。所有研究都是在两种分布类型上进行的,即均匀分布和Gamma分布。
2014-09-15 nlin.AO
Interplay of noise and coupling in heterogeneous ensembles of phase oscillators
我们研究了噪声对耦合相位振荡器系综集体动力学的影响,这些振荡器的固有频率全部相同,但其耦合强度在整个系综中并不相同。噪声的强度也可以是异质的,代表个体对外部波动的反应的多样性。我们表明,由噪声引起的去极化转变可能会被完全抑制,即使是任意大的噪声强度,耦合强度的分布衰减足够慢的大耦合。同样地,如果集合中足够大的一部分对噪声的响应足够弱,则不可能发生去噪声化。当对噪声的响应和每个振子的耦合强度相关时,这两种效应相互结合。这种组合的定量特征和说明明确的例子。
2009-03-23 nlin.AO
Noise-Induced Synchronization, Desynchronization, and Clustering in Globally Coupled Nonidentical Oscillators
我们研究合奏的全球耦合,不相同的相位振荡器的相关噪声,我们确定了几个重要的因素,导致噪声和耦合同步或desychronize系统。通过以各种方式引入噪声,我们发现了一种新的估计的发病的同步系统的耦合强度,噪声强度,其自然振荡的频率分布的宽度。我们还表明,噪声本身就足以同步不同的振荡器。然而,这种同步依赖于相位灵敏度函数的第一傅立叶模式,通过该模式,我们将公共噪声引入系统中。我们发现,更高的傅立叶模式可以导致去同步,由于集群效应,这可以加强集群所造成的不同形式的耦合。最后,我们讨论了噪声对反铁磁耦合导致振子在没有噪声的情况下形成两个团簇的系综的影响。
2013-09-24 cond-mat.dis-nn math.DS nlin.AO
Hebbian plasticity rules abrupt desynchronization in pure simplicial complexes
这封信调查纯2-和3-单纯复合物(三元组和四元组)的适应性发展的结果,过渡到离散的振荡器合奏的性质。在纯单纯耦合中进行的自适应从赫布学习规则中得到提示,即,如果形成三元组(四元组)的振荡器同相,则该三元组(四元组)的耦合权重易于增加,而如果它们异相,则该三元组(四元组)的耦合权重易于减小。在这些纯单纯复杂的耦合权重经历这样的适应引起一阶的路线desertification,其发作完全由各自的赫布学习参数的特点。平均场分析提出的序参量的自适应2-和3-单纯复杂的强烈证实与各自的数值评估。
2022-05-17 cond-mat.dis-nn nlin.AO
Bifurcation analysis and structural stability of simplicial oscillator populations
我们提出了一个分析描述的集体动力学的振荡器合奏与高阶耦合编码的单纯结构,这是一个说明性的和有见地的范例,为大脑功能和信息存储。新的动力学系统,包括突然的去稳态和多稳定性,严格的特点和临界点,对应于连续的一阶相变被发现,以满足普遍的标度性质。更重要的是,潜在的分叉机制产生多个集群与任意合奏大小的特点是使用严格的光谱分析的稳定集群状态。作为$SO_2$群对称性的结果,我们证明了在高维相空间中,在非平凡反对称流形下,集体模的不稳定性导致了连续的突然去极化跃迁。
2020-05-14 nlin.AO
Synchronization and its slow decay in noisy oscillators with simplicial interactions
该研究揭示了高阶网络中噪声对振荡器同步的侵蚀效应,发现同步寿命随二维单纯形相互作用强度近似指数增长,并推导出Kuramoto序参量的闭合动力学方程,为高阶系统设计与控制提供理论依据。
2025-02-10 nlin.AO
Desynchronizing Networks Using Phase Resetting
理解表现出非对称性的复杂系统作为一个新兴的属性应该有重要的意义,特别是在治疗神经系统疾病和设计有效的通信网络。这里演示了如何使用类似于用于模拟萤火虫相互作用的脉冲耦合的系统,对于各种网络架构,具有对称和非对称内部振荡器频率以及瞬时和时间延迟耦合,可以在脉冲耦合振荡器系统中实现相位去相干化。
2012-11-05 math-ph math.MP nlin.AO
A general coupled nonlinear oscillator model for event-related (de)synchronization
在耦合振荡器系统中,由于外部刺激引起的同步和去同步化水平的变化称为事件相关同步或去同步化(ERS/ERD)。这种变化发生在现实生活中的系统中,其中耦合系统的实体的集体活动受到某些外部影响的影响。为了理解外部影响在ERD和ERS的发生中所起的作用,我们研究了一个耦合非线性振子系统中存在的外部刺激信号。我们发现,ERS和ERD的现象是普遍的,发生在所有类型的耦合振子系统。我们还发现,相同的外部刺激信号可以导致ERS和ERD取决于信号的强度。我们确定的ERS和ERD状态的稳定性,也发现ERD和ERS的发生所涉及的不同的同步制度之间的分析和数值边界。
2011-09-12 nlin.AO nlin.CD
Desynchronization transitions in adaptive networks
自适应网络根据其动态状态随时间改变其连接性。虽然结构静态网络中的同步已经被广泛研究,但这个问题对于自适应网络来说更具挑战性。在这封信中,我们开发了一个大类的自适应网络的主稳定性方法。这种方法允许减少自适应网络的同步问题,一个低维系统,通过解耦的拓扑和动力学特性。我们展示了自适应性和网络结构之间的相互作用如何导致稳定岛的形成。此外,我们报告了一个去同步化过渡和复杂的部分同步模式的出现引起的整体耦合强度的增加。我们说明了我们的研究结果使用自适应网络的耦合相位振荡器和FitzHugh-Nagumo神经元与突触可塑性。
2020-08-25 math.DS nlin.AO nlin.PS
Phase coherence in an ensemble of uncoupled limit-cycle oscillators receiving common Poisson impulses
非耦合的极限环振荡器接收共同的泊松脉冲的合奏显示了一系列的非平凡的行为,从同步,去同步化,集群。在系综中出现的群行为可以从单个振子对给定脉冲扰动的相位响应来预测。本文提出了一种基于跳跃随机过程相位约化的描述泊松驱动极限环振子的理论,并通过数值模拟和电路实验验证了结果。我们还给出了几何解释的同步机制,微扰扩展的固定相分布,和我们的跳跃随机模型的扩散限制。
2008-02-26 nlin.AO
Short desynchronization episodes prevail in synchronous dynamics of human brain rhythms
神经同步被认为对许多大脑功能至关重要。它经常表现出时间的变化,但它是不知道,如果这种变化有一个特定的时间模式。本研究探讨这些同步/去同步化模式。我们采用最近发展的技术来分析锁相的精细时间结构,以研究人类大脑节律同步的时间模式。我们研究了健康人受试者在休息时和执行任务时在$α$和$β$频带中EEG记录的神经振荡。虽然锁相强度取决于许多因素,但同步动力学具有非常特定的时间模式:同步状态被频繁但短暂的去同步化事件中断。发生去钙化事件的概率随其持续时间的延长而降低。同步和去同步状态之间的转移矩阵具有接近0和1的特征值,其中特征值1具有重数1,因此如果这些状态之间的平稳分布被扰动,则系统非常快地收敛回平稳分布。这种模式在不同受试者、大脑状态和电极位置之间的定性相似性表明,这可能是大脑的一般类型的动力学。早期的研究表明,并不是所有的振荡网络都具有这种同步/去同步动力学模式。因此,所观察到的短(但可能频繁)去极化事件(一个振荡周期的长度)的流行可能对大脑具有重要的功能影响。许多短的去极化(与不频繁但长的去极化相反)可以允许功能上重要的神经元组装体的快速和有效的形成和分解。
2013-02-24 nlin.AO q-bio.NC
Synchrony suppression in ensembles of coupled oscillators via adaptive vanishing feedback
集体模式的同步和出现是一种普遍现象,经常在各种性质的耦合自持振荡器的合奏中观察到。在几种情况下,特别是在神经病理的情况下,活性介质的这种状态是不希望的。通过特殊设计的刺激破坏这种状态是具有高度临床相关性的挑战。通常,外部作用对系综的精确影响是未知的,因为振子及其相互作用的微观描述是不可用的。我们表明,在很大程度上的不确定性的情况下,系统的重要功能的descruisation仍然是可能的;它可以通过实现凭借一个反馈回路与一个额外的适应参数。该适应还确保了具有非平稳、时变参数的合奏的去噪声化。我们进行的反馈控制系统的稳定性分析,并证明有效的破坏同步的几个模型,包括尖峰和爆裂神经元。
2013-05-19 nlin.AO q-bio.NC
Chimera states in nonlocally coupled bicomponent phase oscillators: From synchronous to asynchronous chimeras
嵌合态是非局部耦合的相同动力学单元中的一种时空模式,在各种系统中普遍存在。在这里,我们考虑人口的非局部耦合双组分相位振荡器,其中振荡器的自然频率$ω_0$(正振荡器)和$-ω_0$(负振荡器)随机分布沿环。我们证明了无论$ω_0$有多大,都存在嵌合态,并且这种状态以正/负频率振子支持自己的嵌合态的形式表现出来.有两种类型的嵌合态,在小$ω_0$的同步嵌合态,其中相干的正和负振子具有相同的平均相速度,和在大$ω_0$的异步嵌合态,其中相干的正和负振子具有不同的平均相速度。增加$ω_0$诱导同步嵌合体状态和异步嵌合体状态之间的去甲基化转变。
2018-07-13 nlin.AO
Chaos in networks of coupled oscillators with multimodal natural frequency distributions
我们探讨了仓本模型的振荡器的固有频率的多峰分布的混沌,并提供了一个全面的描述在什么条件下发生混沌。对于具有$M$峰值的固有频率分布,典型的是存在一定范围的耦合强度,使得属于每个峰值的振荡器形成同步集群,但是集群不全局同步。我们使用集体坐标来描述集群间和集群内的动态,这减少了仓本模型的$2M-1$自由度。我们证明了在某些假设下,慢的团内动力学和快的团间动力学之间存在时间尺度的分裂,这将集体坐标模型简化为自由度为$M-1$的重新标度的仓本模型.因此,需要四个或更多的簇来产生混沌所必需的三个自由度。然而,如果一个集群间歇性地去同步化,时间尺度分裂就会中断。我们发现,这种间歇性的deserminization提供了一种机制的三峰固有频率分布的混乱。此外,我们使用集体坐标分析表明,混沌不能发生双峰频率分布,即使它们是不对称的,如果间歇性的designization发生。
2019-10-04 math.DS nlin.AO
Feedback Induced Death in Coupled Oscillators
研究了具有反馈环的耦合非线性振子系统的振荡死亡问题。我们发现,无论是在小集合还是在大集合中,反馈都会导致振荡死亡。更重要的是,参数空间中的死区显着扩大,甚至在反馈存在的耦合全同振子中也可能发生振荡死亡。我们发现振荡死亡有两种不同的方式,即去同步化和完全同步诱导振荡死亡。反馈引起的振荡死亡可用于抑制意外振荡,例如,在混乱的激光阵列中。
2011-11-10 nlin.AO nlin.CD
Binary system modes of matrix-coupled multidimensional Kuramoto oscillators
本文研究多维 Kuramoto 振荡器中的同步与去同步共存现象,提出矩阵耦合机制可生成 $2^d$ 种二元系统模式,并可通过矩阵操作实现模式转换与爆炸性同步,为大脑活动提供理论类比并启发信息存储新可能。
2023-05-17 nlin.AO
Competitive Suppression of Synchronization and Non-Monotonic Transitions in Oscillator Communities with Distributed Time Delay
社团结构和相互作用延迟是网络耦合振子系综的共同特征,但它们对同步出现的综合影响尚未得到详细研究。研究了具有社团结构和时滞的耦合振子系统中宏观态之间的跃迁。我们发现,这两个属性的组合引起的非单调过渡,从而增加全球耦合强度既可以抑制和促进同步,既产生去同步化和同步过渡。对于相对较宽的参数选择,我们还观察到不对称抑制的同步,社区竞争,以抑制彼此的同步属性,直到一个或多个赢,完全抑制其他有效的不一致。使用奥特和安东森的分析,我们提供了这些过渡,确认数值模拟的分析描述。
2019-09-19 nlin.AO
Synchronization facilitated by frequency differences: Dynamics of coupled-oscillator systems with damaged elements
针对含受损阻尼振子的耦合振子系统,通过数值模拟与线性稳定性分析,发现增大频率差异可使失同步系统重入同步,该现象在同类系统中广泛存在。
2025-11-16 nlin.AO
Temporal patterns of dispersal-induced synchronization in population dynamics
振荡生态种群的同步性是一种常见的现象,空间同步性可能会增加物种灭绝的风险,并可能导致其他环境影响,因此,振荡生态种群的同步性机制和特性备受关注。线性耦合的捕食-食饵振子系统的稳定同步的条件在过去已被考虑。然而,空间色散耦合可能相对较弱,并且可能不一定导致稳定的完全同步。如果振子之间的耦合太弱而不能引起稳定的同步,那么振子可能会进入间歇性同步,此时同步动力学的片段与去同步动力学的片段穿插在一起。在本研究中,我们考虑了这种间歇同步动力学的时间模式的两个分散耦合Rosenzweig-MacArthur捕食-被捕食振子系统。我们考虑了去离散化区间的持续时间分布的性质及其对模型参数的依赖性。我们发现,同步动力学(一个生态网络现象)的时间模式可能取决于个人的捕食者-猎物补丁(个人振荡器)的属性,并可能独立于分散的强度而变化。我们还表明,如果捕食者的动态相对于猎物的动态是缓慢的(这种情况下,可能会促进短暂的,但大的爆发),扩散耦合捕食者-猎物振荡种群表现出许多短的dessperizations(相对于几个长dessperizations),并可能需要较弱的扩散,以达到强的同步。
2020-01-10 nlin.AO q-bio.PE
Independent dimensional phase transition on a two-dimensional Kuramoto model with matrix coupling
一维仓本范式的高维推广是更忠实地描述现实世界系统动力学的重要一步。尽管在这些广义模型中的振荡器的多维性质,相互作用的计划到目前为止一直占主导地位的标量因子之间的任何一对振荡器,最终导致所有维度上的同步一致。作为一维标量耦合的自然推广,我们尝试从数值和理论上研究二维仓本振子上$2\times2$实矩阵的耦合机制.源于这种新机制的特征之一是,矩阵耦合使两个维度的振荡器,以分离他们的过渡到同步或去同步,这还没有看到在其他高维的推广。在各种矩阵配置下,二维的同步和去同步化结合成系统的四种定性不同的位置和运动模式。我们证明,作为一个矩阵变形成另一个在一个特定的方式,系统模式也相应地切换通过连续或爆炸性转变的序参量,从而模仿一系列的行为在信息科学和生物学。
2021-08-26 cs.SY eess.SY nlin.AO
Adaptation rules inducing synchronization of heterogeneous Kuramoto oscillator network with triadic couplings
该研究发现了使具有三元耦合的异质Kuramoto振子网络同步的适应函数,并揭示了同步破坏在不同耦合类型下的差异,为理解高阶相互作用网络动力学提供了新见解。
2023-11-10 math.DS nlin.AO nlin.CD
Noise-Induced Synchronization and Clustering in Ensembles of Uncoupled Limit-Cycle Oscillators
研究了一般非耦合极限环振子在共同和独立高斯白噪声驱动下的同步性质。利用相位约化和平均方法,我们解析地导出了弱噪声强度下振子间相位差的平稳分布。我们证明,除了同步,集群,或更一般的一致性,总是从任意的初始条件,无论振荡器的细节。
2007-05-17 nlin.AO
Energy flow and dissipation in heterogeneous ensembles of coupled phase oscillators
我们提出的解析表达式和数值结果的能量交换率之间的振荡器和与环境中的异构系综的全球耦合的机械相位振荡器。系统在外部简谐激励、耦合和摩擦力的联合作用下作平稳运动。各个振子的转动惯量和摩擦系数是不同的。三个动力学制度,具有不同程度的夹带与外部激励,其特征在于。在这些制度中的两个,能量交换率显示非平凡的依赖于惯性矩和摩擦系数,这表明可以通过方便地选择各个参数来操纵合奏的不同部分之间的功率转移。
2021-11-29 nlin.AO
Spectrum of extensive multiclusters in the Kuramoto model with higher-order interactions
相位振荡器的全局耦合系综在各种应用中作为建模同步和集体行为的有用工具。由于对单纯相互作用的影响感兴趣(即,三个或更多个单元之间的非加性,高阶相互作用)继续增长,我们研究了Kuramoto模型的扩展,其中振荡器通过三路相互作用耦合,表现出新颖的动力学特性,包括聚类,多稳态和突然的去极化转变。在这里,我们提供了一个严格的描述的各种多集群状态的稳定性,通过研究他们的光谱性质的热力学极限。与经典的仓本模型不同,具有无限支撑的固有频率分布产生了一群漂移振子,这反过来又保证了频谱的一部分位于虚轴上,从而导致中性稳定或不稳定的解决方案。另一方面,具有有限支撑的固有频率分布允许完全锁相状态,其频谱是实的并且可以是线性稳定的或不稳定的。
2020-12-28 nlin.AO
Solitary state at the edge of synchrony in ensembles with attractive and repulsive interaction
讨论了具有吸引和排斥相互作用的全局耦合全同振子网络中的去奇异化跃迁。我们表明,如果吸引和排斥的群体反相或接近,出现一个孤立的状态与一个单一的排斥振子分裂从其他完全同步。随着排斥强度的进一步增加,同步团簇变得模糊,动力学由各种具有零公共强迫的定态给出。有趣的是,孤立状态代表了连贯性和非连贯性之间的自然联系。这一现象的正弦耦合相位振荡器的解析描述和更一般的振幅模型的数值演示。
2014-02-11 math.DS nlin.AO
Mean Field and Mean Ensemble Frequencies of a System of Coupled Oscillators
我们研究了相互作用的相位振荡器,其平均场与其固有频率的平均值或模式不同。相关的不对称性导致宏观行波。我们表明,这些系统的平均合奏频率不同于他们的夹带频率。在某些情况下,这些频率的值与直觉相反,超出了固有频率的限制。结果表明,应该明确区分描述合作系统宏观动力学的两个变量。这对真实系统具有重要意义,其中参数的非平凡分布是常见的。
2013-02-28 nlin.AO
Macroscopic dynamics of oscillator ensembles with communities, higher-order interactions, and phase lags
本文研究了具有两个社团的耦合相位振荡器系统中相位受挫的高阶交互作用,通过降维技术推导出低维ODE系统,发现相位滞后会引发振荡或混沌同步行为及解的多稳定性。
2025-07-10 nlin.AO
Partially integrable dynamics of ensembles of nonidentical oscillators
我们认为合奏的正弦耦合相位振荡器由相同的单位的子群,与一般的异质耦合子群之间。使用Watanabe-Strogatz模型,我们将系综的动力学减少到相对较少的动力学变量加上微观运动常数。这种减少是独立的亚群的大小,并保持有效的热力学限制,其中这些大小或/和亚群的数量是无限的。我们表明,这种系统的动力学的方法,最近提出的奥特和Antonsen,对应于一个特定的选择微观运动常数。该理论适用于标准的仓本模型和描述的两个相互作用的亚群,表现出嵌合体状态。此外,我们分析了非线性耦合情况下的仓本模型的扩展的动力学,并证明了同步状态的多稳定性。
2010-01-08 nlin.AO
Synchronization transition in ensemble of coupled phase oscillators with coherence-induced phase correction
研究了具有随机分布固有频率的自校正噪声相位振荡器群体的同步现象。在我们的模型中,每个振荡器以与相位相干度成比例的典型速率将其相位随机切换到集合平均值$ψ$,该速率$r$。该系统表现出连续的相变到集体同步类似于经典的仓本模型。基于非相干态的线性稳定性分析和自洽论证,我们解析地导出了部分同步态开始时的耦合常数的阈值$k_c$。在跃迁点之上,发现了线性标度律$r\propto k-k_c$,并指出相位校正率与序参量之间的非线性关系导致了非相干性与同步性之间的非平凡跃迁。为了说明我们的分析结果,数值模拟已经进行了大量的相位振荡器与建议的耦合类型。这项工作的结果可能成为有用的设计分布式网络系统能够自同步。
2015-05-27 nlin.AO
The impact of nonlocal coupling on deterministic and stochastic wavefront propagation in an ensemble of bistable oscillators
本研究通过数值模拟探究非局域耦合对过阻尼双稳态振子集合中波前传播的作用,发现其可调控波前速度、抵抗噪声破坏,还揭示了加性噪声在局域动力学不对称时可加速波前传播的新现象。
2024-12-10 nlin.AO
Universal behavior in populations composed of excitable and self-oscillatory elements
我们研究的鲁棒性的自我维持的振荡活动在全球耦合合奏的兴奋和振荡单位。分析建立了实现集体自持振荡的临界平衡。我们还报告了一个通用的尺度函数的合奏的平均频率。我们的研究结果扩展了“老龄化过渡”的框架[物理学评论快报。93,104101(2004)],包括在生物学中潜在相关的广泛类别的动力系统。
2006-06-01 nlin.AO
Travelling waves in an ensemble of excitable oscillators: the interplay of memristive coupling and noise
通过数值模拟研究FitzHugh-Nagumo可兴奋振子系综,发现忆阻耦合能降低行波形成所需耦合强度并提高抗噪声鲁棒性,同时Lévy噪声也可诱导行波产生。
2024-06-27 nlin.AO
Dynamical clustering in oscillator ensembles with time-dependent interactions
我们考虑一个耦合振荡器的合奏,其个别国家,除了相位,其特征在于由一个内部变量与自主演变。这种演化的时间尺度对于每个振子都是不同的,因此系综相对于内部变量是不均匀的。振荡器之间的相互作用取决于这个变量,因此随时间而变化。我们发现,随着时间尺度的不均匀性的内部演化的增长,系统经历了一个临界过渡之间的有序和非相干状态。这种转变是介导的制度的动态集群,在那里的合奏经常分裂成不同的子群形成的群体。
2003-07-14 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Finite-size-induced transitions to synchrony in oscillator ensembles with nonlinear global coupling
我们报告有限大小的诱导过渡到同步的人口相振荡器耦合通过一个非线性平均场,这在微观上相当于一个超网络组织的相互作用。使用自洽的方法和直接的数值模拟,我们认为,过渡到同步只发生在有限大小的合奏,并消失在热力学极限。对于所有考虑的设置,其中包括纯粹的确定性振荡器或没有异质性的自然振荡频率,和一个合奏的噪声驱动的相同的振荡器,我们建立比例关系描述的序参量作为一个函数的耦合常数和系统的大小。
2017-02-28 nlin.AO nlin.PS
Low-dimensional description for ensembles of identical phase oscillators subject to Cauchy noise
本文研究了独立白柯西噪声作用下的全局耦合或强迫同相振子系综。我们证明,如果振荡器被迫处于多个谐波中,则可以用有限数量的复序参量精确地描述静止同步状态。相应的相位分布是包裹柯西分布的乘积。对于正弦强迫,恢复了E-Antonsen低维约化。
2020-09-10 cond-mat.dis-nn nlin.AO
Routes to synchrony between asymmetrically interacting oscillator ensembles
我们报告说,不对称相互作用的合奏振荡器(AIEO)遵循新的路线同步。这些路线似乎是耦合不对称的一个特征。我们表明,它们不受白噪声的影响,除了夹带频率的移动。路径出现的概率由相位不对称性决定。这些现象的识别提供了新的见解振荡器合奏之间的同步,并提出了新的方式,它可以被控制。
2008-10-24 nlin.AO nlin.PS
Thermodynamic Characterization of Synchronization-Optimized Oscillator-Networks
我们考虑一个规范的合奏同步优化网络的相同的振荡器在外部噪声。通过使用基尔霍夫指数执行马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)模拟,即,Laplacian矩阵的逆特征值之和(作为网络的图Hamilton),我们构建了1,000多个不同的同步优化网络。然后,我们表明,从恒星到核心外围结构的过渡取决于网络的连通性,其特征在于同步优化合奏的节点度方差。我们发现,热力学性质,如热容量显示稀疏网络的异常。
2014-09-06 nlin.AO
Collective dynamics of heterogeneously and nonlinearly coupled phase oscillators
耦合振荡器已被用于研究广泛的社会,生物和物理系统中的同步,包括拉曼诱导的桥共振,萤火虫群的协调照明,以及同步激光阵列中的增强输出峰值强度。在这里,我们通过研究仓本模型的一个变体来推进这一主题,其中相位振荡器之间的耦合是异质和非线性的。特别地,耦合强度中的淬火无序和固有频率是相关的,并且耦合本身依赖于系统的平均场的幅度。我们发现,这些因素的相互作用导致了一个迷人的丰富的集体动态,包括爆炸性的同步过渡,混合过渡与滞后的情况下,突然不可逆的去极化过渡,分层相变或没有消失的开始。我们开发了一种分析处理,使我们能够确定所观察到的系统的平衡态,以及探索其在各个层次上的渐近稳定性。因此,我们的研究提供了一些自组织的现象,可能是负责集体节奏的出现在复杂系统的理论基础。
2021-10-28 nlin.AO physics.data-an
Asymmetry--induced effects in coupled phase oscillator ensembles: Routes to synchronization
相位振荡器的两个耦合系综的系统可以遵循不同的路线来实现系综间同步。在我们的初步结果的简短报告之后[物理学评论E。{ \bf 78},025201(R)(2008)],我们提出了对耦合相位振荡器系综中的耦合、噪声和相位不对称的影响的更详细的研究。我们确定了五个不同的同步区域,和新的路线同步的耦合不对称性的特点。我们发现,噪声不对称诱导的耦合不对称时,后者是不存在的效果类似。我们还发现,相位不对称性控制的概率发生特定的路线同步。我们的研究结果表明,不对称性起着至关重要的作用,在控制振荡器合奏内和之间的同步,因此,它的考虑是至关重要的模拟现实生活中的问题。
2009-04-15 nlin.AO nlin.PS
Dynamics of multi-frequency oscillator ensembles with resonant coupling
我们研究具有不同频率的共振耦合振子的种群动力学。从耦合的van der Pol方程出发,我们推导出Kuramoto型相位模型的情况下,两个相互作用的子种群的固有频率是2:1的关系。根据耦合参数的不同,系综可以表现出完全同步的集群,部分同步(只有一个亚群),或在两个亚群中的同步。基于Watanabe-Strogatz方法的动力学的理论描述。
2011-03-31 nlin.AO nlin.PS
Generic criterion for explosive synchronization in heterogeneous phase oscillator populations
耦合振荡器的大集合中的有序和无序行为映射到广泛应用中的不同功能状态,例如,大脑中的活动和休息状态以及稳定和不稳定的电网配置。由于这个原因,爆炸性同步转换,促进这些功能状态之间的快速,突然的变化,最近看到了显着的兴趣,从研究人员。虽然以前的工作已经确定了支持爆炸同步的复杂系统的属性,这些调查主要是在特设的基础上进行的。本文通过研究动力学和结构无序之间的必然联系,给出了耦合相位振子系综爆炸同步的一个精确判据。这一结果提供了一个关键的一步解开复杂系统,负责突然相变和生物和工程系统中的双稳态的相互交织的属性。
2022-08-10 nlin.AO
Design of Easily Synchronizable Oscillator Networks Using the Monte Carlo Optimization Method
从具有异质频率分布的振荡器的初始随机网络开始,其自主同步能力可以通过适当地重新布线元件之间的链路来大大提高。生成了具有不同连通性的同步优化网络的集成,并研究了它们的统计特性。
2010-04-08 nlin.AO
L{é}vy-noise-induced wavefront propagation for bistable systems
本文分析了L{é}vy噪声对双稳态系统波前传播的影响,发现加性L{é}vy噪声能诱导波前传播,其方向和速度由噪声偏度参数和耦合拓扑决定,并通过数值模拟与物理实验验证了该现象的鲁棒性。
2025-04-05 nlin.AO
Synchronization of Coupled Phase Oscillators with Stochastic Disturbances and the Cycle Space of the Graph
讨论了一个耦合相位振荡器的复杂网络系统的同步稳定性。在网络受干扰影响的情况下,耦合相位振荡器的随机线性化系统可以用于确定节点之间的线路中的相位差的波动,并识别可能导致去扰动的脆弱线路。主要结果是推导出表征波动严重程度的相位差的渐近方差矩阵。研究发现,系统的图的循环空间在这一特征中起着重要的作用。利用周期空间理论,分析了小周期的形成对波动的影响。证明了增加一条新的谱线或增加一条谱线的耦合强度会影响包括这条谱线在内的任何周期中谱线的波动,而不会影响其他谱线的波动。特别地,如果同步状态下的相位差不被这些动作改变,则受影响的波动减小。
2023-03-30 cs.SY eess.SY nlin.AO
Avalanches impede synchronization of jammed oscillators
在许多振荡系统中,同步是不可避免的--从两个滴答作响的祖父钟的标准排列,到跳动的鞭毛或尖峰神经元的相互夹带。然而,生物和人造系统都提供了自发去极化的惊人例子,例如交流电网的故障级联或哺乳动物大脑中的神经元雪崩。在这里,我们推广的经典模型之间的同步异质振荡器,包括个人之间的短程相位排斥,一个属性,助长了一个稳定的despersonized状态的出现。令人惊讶的是,我们发现我们的模型在排斥强度的中间值处表现出自组织雪崩,并且这些雪崩具有与现实世界系统(如神经元雪崩)中看到的级联类似的统计特性。我们发现,这些雪崩的出现是由于一个关键的机制,基于平均场招聘和本地位移之间的竞争,一个属性,我们复制在一个经典的元胞自动机模型的交通堵塞。我们确切地解决我们的系统中的多振子限制,并获得有关的雪崩或部分同步的振荡器的相对异质性的发病分析结果,和他们的相互排斥的程度。我们的研究结果提供了一个最小的分析听话的例子,复杂的动力学驱动的关键系统。
2020-12-26 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph
Synchronization transitions in ensembles of noisy oscillators with bi-harmonic coupling
我们描述了同步过渡的合奏全球耦合相位振荡器的双谐波耦合功能,和两个来源的障碍-多样性的内在振荡频率和外部独立的噪声。基于自洽公式,我们推导出不同同步状态的解析解。我们报告了从非相干到同步的各种非平凡过渡,可能的情况包括:简单的超临界过渡(类似于经典的仓本模型),亚临界过渡与大面积的非相干和同步解的双稳性,以及对称的两个集群的解决方案,它可以与规则的同步状态共存的外观。值得注意的是,我们表明,相对较小的白噪声和有限大小的波动之间的相互作用,可以导致亚稳态异步解决方案。
2014-11-12 nlin.AO nlin.CD
Quasi phase reduction of all-to-all strongly coupled $λ-ω$ oscillators near incoherent states
$N$弱耦合极限环振子系综的动力学可以通过它们的$N$相位使用标准相位缩减技术来捕获。然而,这是一个现象学的事实,所有对所有的强耦合极限环振荡器可能表现为“准相位振荡器”,证明了新的减少策略的需要。我们在这里介绍准相位减少(QPR),一个计划适用于同极对称的振荡器($λ-ω$系统)。通过应用QPR,我们实现了减少到$N+2$自由度:$N$相位振荡器通过一个独立的复变量相互作用。这种“准相位模型”在非相干态附近是渐近有效的,与耦合强度无关。QPR的有效性示出在一个特定的情况下,一个合奏的Stuart-Landau振荡器,获得精确的稳定性边界的均匀和非均匀的非相干态的各种耦合。QPR超出邻域的不相干的扩展也进行了探讨。最后,一个一般的QPR模型与$N+2M$自由度的耦合,通过一阶$M$谐波。
2020-08-11 nlin.AO
Controlling collective synchrony in oscillatory ensembles by precisely timed pulses
我们提出了一个有效的技术控制同步在全球耦合合奏脉动行动。我们假设我们可以观察到集体振荡,并且可以同时激发系综的所有元素。我们特别注意尽量减少对系统的干预。关键的想法是只在最敏感的阶段刺激。为了找到这个阶段,我们实现了自适应反馈控制。估计瞬时相位的集体模式的飞行中,我们实现了有效的抑制,每个振荡周期使用几个脉冲。我们讨论了神经科学的结果可能的相关性,即用于脑深部电刺激,用于治疗帕金森病的医疗技术的先进算法的发展。
2020-09-02 nlin.AO nlin.CD
Chimeras in globally coupled oscillatory systems: From ensembles of oscillators to spatially continuous media
研究了具有非线性全局耦合的振荡介质,该耦合引起具有恒定振幅和频率的谐波平均场振荡。两种类型的集群状态被发现,每一个都经历了一个相关的嵌合体状态的破坏性的过渡。我们证明,扩散耦合是不必要的,这些复杂的动力学。此外,我们调查本地化的湍流,并讨论它是否可以被归类为嵌合体状态。
2015-06-10 nlin.AO nlin.CD nlin.PS
Coherence resonance control via nonlocal coupling in an ensemble of non-excitable oscillators
Institute of Physics, Saratov State University(萨拉托夫国立大学物理研究所)
研究通过非局部耦合控制非激发振子集合中的相干共振,通过数值模拟展示非局部耦合在极限环鞍点分岔附近的增强作用,发现增大耦合半径可提升相干共振。
2026-04-02 nlin.AO nlin.CD
Inter-community resonances in multifrequency ensembles of coupled oscillators
我们推广仓本模型的全球耦合振荡器多频社区。当两个子种群的平均频率接近共振2:1的情况被详细考虑。我们得到一致旋转的解决方案,描述社区内部和社区之间的同步。值得注意的是,频率尺度之间的交叉耦合可以促进同步,即使合奏是单独异步的。我们还表明,过渡到同步由于交叉耦合是伴随着一个巨大的多样性的不同的同步解决方案是直接相关的多分支夹带。另一方面,对于同步布居,交叉频率耦合会破坏相位锁定,导致平均场的混沌。
2015-02-22 nlin.AO nlin.CD
Effects of non-resonant interaction in ensembles of phase oscillators
我们考虑相互作用的振子群的一般性质,其中的固有频率不共振。这样的群体通过非振荡的集体变量相互作用,如为每个群体定义的序参量的振幅。我们使用E-Antonsen方法处理群的相位动力学,并将其简化为序参量的耦合方程组。我们描述了不同的制度的群体中的同步。对于大量的群体,异宿周期,对应于一个序列的同步活动的群体,和混沌状态,其中的序参量振荡不规则,是可能的。
2011-02-07 nlin.AO nlin.CD