Recurrence Analysis as a tool to study chaotic dynamics of extreme mass ratio inspiral in signal with noise
递归分析是一种很好的解决方法,可以区分混沌和有序,以及确定性和噪声。我们应用这个工具来研究时间序列表示测地线和吸气运动的测试粒子在变形克尔时空,确定性的混乱和不同程度的随机噪声时。特别是,我们提出了一个基于递归的标准来揭示时间序列是否来自一个确定性的来源,并找到一个噪声水平阈值的适用性。
2017-09-25 gr-qc nlin.CD
Quantifying information loss on chaotic attractors through recurrence networks
我们提出了一个熵测度的混沌吸引子的分析通过递归网络,这是无权和无向的复杂网络构造的时间序列的动力系统,使用特定的标准。我们表明,建议的措施收敛到一个常数的吸引子(或网络上的节点数)和嵌入维数的增加用于网络的建设的数据点的数量,并清楚地区分递归网络从混沌时间序列和白噪声。由于该措施是网络拓扑结构的特点,它可以用来量化的信息损失与混沌吸引子的结构变化的差异在相应的递归网络的链接密度。我们还指出了一些实际应用中提出的措施,在混沌吸引子的递归分析以及相关的复杂网络的一般理论的背景下,提出的措施。
2019-08-08 nlin.AO nlin.CD physics.soc-ph
Structure, size, and statistical properties of chaotic components in a mixed-type Hamiltonian system
我们以台球族为例对混合型哈密顿系统中的混沌分量进行了详细的研究[Robnik在J. Phys. A:Math. Gen. 16,3971(1983)中介绍]。相空间被划分成一个网格的细胞和混沌轨道迭代了大量的时间。从混沌轨道所访问的细胞中识别出混沌分量的结构。用计盒法求出了不同形状参数下混沌分量边界的分形维数。将细胞填充动力学与不相关运动的模型,即所谓的随机模型[Robnik et al. J. Phys. A:Math.Gen.30,L803(1997)]进行比较,发现相空间中粘性物体引起的偏差,分析了细胞轨道访问次数的统计数据,发现从长远来看与随机模型一致。在相空间中的各种结构的粘性是量化的细胞重现时间。在几个选定的细胞,以及复发时间的平均值和标准偏差的所有细胞的复发时间的分布进行了分析。细胞重现时间的标准偏差被认为是一个很好的量化的粘性在全球范围内。比较了三种确定混沌分量的方法,并计算了不同台球形状参数值的混沌分量的测度。最后分析了关联的衰减和动量的扩散。
2021-04-10 nlin.CD
Recurrence and anti-recurrence patterns reveal an antiperiodic fingerprint that survives into chaos in the Duffing--Holmes oscillator
Instituto de Física, Universidad de la República(乌拉圭共和国大学物理研究所);Departamento de Física, Universidade Estadual Paulista (UNESP)(圣保罗州立大学物理系)
研究杜芬 - 霍姆斯振荡器,通过构建反递归图检测反周期解对称性,反递归图能区分不同运动状态,在混沌双阱状态下反周期指纹仍存在,可对系统动力学对称性进行无模型探测。
2026-07-17 nlin.CD
How does noise affect the structure of a chaotic attractor: A recurrence network perspective
我们进行了初步的数值研究,以了解如何增加白噪声和有色噪声的时间序列影响的拓扑结构和结构的基础混沌吸引子。我们使用的方法和措施的递归网络生成的时间序列进行分析。我们明确地表明,噪声的加入破坏了相空间中的轨迹点的复发。通过使用从这个分析中得到的结果,我们继续分析从占主导地位的黑洞系统的光变曲线,并表明递归网络措施是有效的,在分析现实世界中的数据涉及噪声,并能够识别噪声污染的性质在时间序列。
2015-08-08 math.PR nlin.CD physics.data-an
Multivariate data analysis using recurrence measures
本研究针对复杂系统动力学分析问题,推导对比不同状态下标准系统多变量数据的递归测度,发现递归图熵和递归网络特征路径长度可有效区分动力学状态与噪声,且多变量分析对混沌、超混沌态系统更有用。
2024-11-02 nlin.CD
The Geometry of Chaotic Dynamics -- A Complex Network Perspective
最近,已经开发了几种用于时间序列分析的复杂网络方法,并应用于研究广泛的模型系统以及真实世界数据,例如,地球物理或金融时间序列。在这些技术中,基于递归的概念和显着的$ε$递归网络,最忠实地表示混沌(和不太有趣的非混沌)时间序列的吸引子的几何精细结构。在本文中,我们证明了著名的图论性质,局部聚类系数和全球(网络)传递性可以有意义地利用定义两个新的本地和两个新的全球措施相空间中的尺寸:本地上,下聚类维数以及全球上,下传递性维数。严格的分析以及数值计算结果的自相似集和简单的混沌模型系统表明,这些措施是良好的行为,在大多数非病理情况下,他们可以合理地估计以及使用$ε$递归网络从相对较短的时间序列。此外,我们一方面研究了聚类和传递性维数之间的关系,另一方面研究了传统的度量方法,如逐点维数或局部李雅普诺夫维数。我们还提供了进一步的证据表明,当地的聚类系数,或相当于当地的聚类维数,是有用的,用于识别不稳定的周期轨道和其他动态不变的对象从时间序列。我们的研究结果表明,$ε$-递归网络表现出动力系统和图论之间的重要联系。
2011-02-09 nlin.CD
Dynamical estimates of chaotic systems from Poincaré recurrences
我们表明,最适合的概率分布函数,两个连续的访问之间的返回时间分布的混沌轨道相空间中的有限大小的区域偏离指数统计的一个小的幂律项,一个长期的,代表的确定性表现的动态,这可以很容易地实验检测和理论估计。我们还提供了更简单和快速的方法来计算正的李雅普诺夫指数和短期关联函数,通过实现更高的可能收益的观测或通过计算一个非常特殊的低周期不稳定周期轨道的特征值。最后,我们讨论了我们的方法可以用来处理来自复杂系统的数据。
2009-11-16 nlin.AO nlin.CD
Identifying complex periodic windows in continuous-time dynamical systems using recurrence-based methods
在二维参数空间中识别某些动力系统的复杂周期窗口最近引起了相当大的兴趣。虽然对于离散系统,基于系统的最大李雅普诺夫指数可以容易地进行周期窗口和混沌窗口之间的区分,但是对于连续系统,这仍然是一项具有挑战性的任务,特别是如果只有短时间序列可用(例如,在实验数据的情况下)。在这项工作中,我们证明了非线性措施的基础上,从这样的轨迹获得的递归图提供了一个切实可行的替代数值检测虾。传统的对角线为基础的措施的递归量化分析(RQA)以及复杂网络理论的措施,允许一个很好的分类的周期性和混沌行为的参数空间。以Rössler系统为例,我们发现递归网络的平均路径长度和聚类系数是识别复杂周期窗口的特别强大的判别统计量。
2010-11-23 nlin.CD
Massive evaluation and analysis of Poincaré recurrences on grids of initial data: a tool to map chaotic diffusion
我们提出了一种新的数值方法,旨在表征全球的行为,特别是混沌扩散,在动力系统。它是基于庞加莱递归统计的初始数据或参数值的大规模网格的分析。我们专注于哈密顿系统,分别为有界和无界相空间的情况下,具有该方法。在每种情况下的方法的实施例是特定的。我们比较了所提出的庞加莱递归方法(PRM)和自定义李雅普诺夫指数(LE)方法的性能,并表明它们几乎相同地揭示了全局动态。然而,新方法的一个主要优点,在已知的全球数值工具,如LE,FLI,MEGNO,和FA,是它允许一个构建,在一些近似,图表的局部扩散时间尺度。此外,它在算法上是简单和直接的应用。
2019-08-26 astro-ph.EP astro-ph.IM nlin.CD
Measuring Lyapunov exponents of large chaotic systems with global coupling by time series analysis
尽管李雅普诺夫指数对于表征混沌非常重要,但在大型实验系统中测量它们仍然是一个挑战,主要是因为时间序列分析中缺乏重现性。在这里,我们开发了一种方法来克服这一困难,有效的高度对称的系统,如系统的全局耦合的递归分析的维数可以大大减少。我们测试我们的方法数值与两个全球耦合系统,即,逻辑映射和极限环振荡器与全球耦合。评价指数值成功地与标准数值方法得到的真实值进行了比较。我们还描述了一些技术,以提高所提出的方法的准确性。
2018-12-19 nlin.CD
Stickiness in generic low-dimensional Hamiltonian systems: A recurrence-time statistics approach
我们分析了一般的哈密顿系统的混沌分量的结构和粘性与划分相空间。根据Lozej和Robnik最近提出的方法[Phys. Rev. E 98,022220(2018)],使用单个混沌轨道的递归时间统计将相空间划分为网格。我们进行了广泛的数值研究的三个例子系统:Chirikov标准地图,家庭的Robnik台球,柠檬台球的家庭。将单元的填充与Robnik等人[J.Phys.A:Math.Gen.30,L803(1997)]中介绍的混沌扩散的随机模型进行比较,以描述遍历系统的相空间中的输运。该模型是基于假设完全不相关的细胞访问,因为强烈的混沌动力学的轨道和递归时间的分布是指数。在通用系统中,粘性导致细胞访问的相关性。由于动力学捕获,递归时间的分布表现出时间尺度的分离。我们将粘性区域内细胞的复发时间分布建模为具有不同衰减时间的指数分布的混合物。我们引入变量S,S是标准差和递归时间的平均值之间的比率,作为粘性的度量。我们使用S来全局评估递归时间的分布。我们发现,在大部分的混沌海S=1,而S>1的粘性领域。我们提出的结果在动画灰度图的形式变量S在最大的混沌组件的三个示例系统,包括作为补充材料,本文。
2021-04-08 math-ph math.MP nlin.CD
On the recurrence and Lyapunov time scales of the motion near the chaos border
$T_r$,混沌运输(复发)时间,和$T_L$,当地的李雅普诺夫时间(数值测量的最大李雅普诺夫特征指数的倒数)之间的统计关系的出现的条件,被认为是一个非线性共振的分界线周围的混沌层内的运动。当在不大于$T_r$的时间间隔上测量李雅普诺夫指数的数值时,所示的关系类似于二次关系。这初步解释了文献中提出的数值结果。
2016-05-27 astro-ph.EP nlin.CD
Periodic Orbit Quantization of Mixed Regular Chaotic Systems
介绍了一种将准可积系统的周期轨道量子化为正则-混沌混合动力系统的一般方法。一个小的周期轨道集是足够的半经典递归函数的建设,原则上,无限长。在我们最近的工作中,通过高分辨率频谱分析仪(谐波反演)反演递归信号,以获得半经典本征能量。该方法被证明是氢原子在磁场。据我们所知,这是第一次成功的应用周期轨道量子化的深度混合规则混沌制度。
1999-02-27 chao-dyn nlin.CD
Recurrence time entropy and weak chaos in Hamiltonian flows
São Paulo State University (UNESP)(圣保罗州立大学);Institute of Geosciences and Exact Sciences(地球科学与精确科学研究所);University of São Paulo(圣保罗大学);Institute of Physics(物理研究所);State University of Ponta Grossa(蓬塔格罗萨州立大学)
提出回归时间熵(RTE)作为哈密顿流中弱混沌和粘滞性的诊断方法,在Hénon-Heiles系统中验证其能区分规则、弱混沌和强混沌运动,并揭示粘滞层的代数衰减特征。
2026-09-09 nlin.CD physics.class-ph
What is the mechanism of power-law distributed Poincaré recurrences in higher-dimensional systems?
哈密顿系统的庞加莱递归时间的统计通常表现出幂律衰减,混沌轨道长时间粘附在某些相空间区域。对于高维系统,这种幂律捕获的机制仍然是未知的。我们在相空间和频率空间中研究了一般四维辛映射的陷阱轨道,发现与二维映射相比,陷阱轨道不是由于相空间中的层次结构造成的。相反,它发生在表面的规则区域,(ii)外的阿诺德网络。在这个粘性区域的混沌动力学是(三)占主导地位的共振通道,达到远到混沌区域:我们观察到(iii. a)明确的签名的某种部分运输障碍和猜想(iii.b)一个随机过程,沿共振通道的有效漂移。这两个过程奠定了基础,未来的理解机制的幂律捕获在高维系统。
2016-09-26 math.DS nlin.CD
Stickiness and recurrence plots: an entropy-based approach
提出基于递归时间分布熵的递归图方法,表征准可积哈密顿系统动力学,发现递归时间熵与最大Lyapunov指数高度正相关且其多峰分布对应不同层级岛屿周围运动。
2023-02-27 nlin.CD
Poincare recurrences from the perspective of transient chaos
利用瞬态混沌的遍历理论,得到了混沌系统的庞加莱递归性的描述。它是基于递归时间分布和逃逸时间分布之间的等价性,逃逸时间分布是通过泄漏系统和采取一个特殊的初始系综获得的。这个合奏是非典型的自然措施的泄漏系统,条件不变的措施。因此,对于一般的初始系综,平均复发和逃逸时间是不同的。然而,我们表明,这些分布的衰减率总是相同的。我们的结果仍然有效的混合相空间的哈密顿系统,并验证了双曲和非双曲分量的混沌鞍分裂。
2008-04-29 cond-mat.stat-mech math.DS nlin.CD
Experimental confirmation of chaotic phase synchronization in coupled time-delayed electronic circuits
本文首次利用电子电路实现了单向耦合时滞系统的混沌相位同步。我们还实现了实验的一个有效的方法来表征CPS,即本地化集。实验上显示了耦合系统和从示波器观察到的确认CPS的集合的演变的快照。从不同的方法,即相位差,本地化集,在最大的李雅普诺夫指数的变化和复发概率($C_{CPR}$)的相关性的数值结果,证实了实验观察。
2010-12-05 nlin.CD
Leveraging temporal features of the divergence quantifier of recurrence plot to detect chaos in conservative systems
Université de Toulon, Aix Marseille Univ, CNRS, CPT(土伦大学,艾克斯-马赛大学,法国国家科学研究中心,理论物理中心);Institute of Physics and Astronomy, Eötvös University(罗兰大学物理与天文学研究所)
本文提出利用复发图发散量的时序特征,通过数值实验验证其在保守系统中检测混沌的有效性,并揭示了其在正则和混沌成分中的不同衰减规律。
2026-01-29 nlin.CD
A Chaotic Cousin Of Conway's Recursive Sequence
本文研究了常返性D(n)= D(D(n-1))+D(n-1-D(n-2)),D(1)=D(2)=1.它的定义与Conway序列的定义有相似之处,Conway序列定义为a(n)= a(a(n-1))+a(n-a(n-1)),a(1)=a(2)=1。然而,与a(n)的完全规则和可预测的行为相反,D数表现出混沌模式。在统计性质上,D-序列与Hofstadter的Q(n)-序列有着惊人的相似性,Q(n)= Q(n-Q(n-1))+Q(n-Q(n-2)),Q(1)=Q(2)=1。与Hofstadter序列相比,D-递归序列具有更高的结构序.它被组织在定义明确的“世代”中,由平滑和可预测的区域分开。文章的补充研究的两个进一步的递归关系的定义类似的Q-数。有一些证据表明,不同的序列研究共享一个普适类。有没有可能存在一些真实的生命过程是由这些递归模型模拟的?我提供100美元的现金奖励给第一个证明本文中关于D(n)的一些猜想的人。
1998-08-04 chao-dyn cond-mat.stat-mech nlin.CD
Can recurrence networks show small world property?
递归网络是由时间序列数据构建的复杂网络,具有多种实际应用。虽然当阈值ε等于或略高于网络的逾渗阈值时,它们的性质已经很好地理解了,但从复杂网络的角度来看,当阈值增加超过通常的操作窗口时会发生什么仍然不清楚。这封信主要集中在复发阈值的中到大值的网络属性,迄今为止还没有进行系统的研究。我们认为,与数值支持,递归网络构造的混沌吸引子与ε等于或略高于通常的递归阈值,在一般情况下,不能表现出小世界性质。然而,如果阈值进一步增加,递归网络的拓扑结构最初改变为一个小世界结构,并最终为一个经典的随机图的阈值接近的大小的奇异吸引子。
2016-07-16 nlin.CD
The scar mechanism revisited
已知不稳定周期轨道通过递归在经典混沌系统的某些本征函数上产生疤痕,导致其附近的量子概率的初始分布的某些部分周期性地返回到初始点附近。在能量域中,当适当的量子化(在疤痕轨道的作用下)完成时,这些递归被视为通过相长干涉机制沿着轨道积累量子密度。其他的量子化相空间电路,例如由同宿环面定义的电路,在混沌系统中量子密度的相干输运中也很重要。本文讨论和分析了这种二次量子输运机制与瘢痕形成的标准机制之间的关系。
2007-12-20 nlin.CD
Characteristic times in the standard map
研究和比较了标准映射的三个特征时间:李雅普诺夫时间t_L,庞加莱回归时间t_r和粘滞(或逃逸)时间t_{st} .李雅普诺夫时间是李雅普诺夫特征数LCN的倒数,并且通常相当小。我们发现LCN作为非线性参数K和混沌区域A的函数的经验关系。我们还找到了Poincare递归时间t_r与非线性参数K、混沌区域A和初始条件箱大小e的经验关系。由此我们找到了t_r与LCN之间的关系。我们比较了粘性时间和庞加莱重现时间的分布。在稳定岛的边界处的粘性区域内的粘性时间比Poincare递归时间t_r小几个数量级,这影响扩散指数μ,其总是收敛到值μ =1。这在极端粘性的情况下示出。扩散在mu=2的稳定的加速器模式岛内部是异常的(弹道运动),但在mu=1的岛外部的任何地方都是正常的。在极端粘性的特殊情况下,我们发现岛屿围绕岛屿的层次结构。
2018-10-26 nlin.CD
Recurrence-time statistics in non-Hamiltonian volume preserving maps and flows
我们分析了三维非哈密顿体积保持系统(VPS)的递归时间统计(RTS):一个扩展的标准映射,和流体模型。扩展映射是弱耦合到额外维的标准映射,其中包含确定性的规则,混合(规则和混沌)或混沌运动。额外的维度强烈地增强了捕获时间诱导平台和不同的代数和指数衰减的RTS图。结合分析的RTS与分类的有序和混乱的政权和缩放属性,使我们能够描述复杂的方式轨迹穿透前不可穿透的规则岛屿从解耦的情况下。从本质上讲,在RTS中发现的高原与在捕获管内停留很长时间的轨迹有关,不允许递归,然后通过沿着额外维度中的此类管的扩散运动扩散地穿透岛(来自解耦的情况)。RTS的所有渐近指数衰减都与有序状态(准规则运动)有关,并为模型描述了混合动力学。这些结果进行了比较的RTS的标准地图与耗散或噪声,显示通过使用三维VPS获得的特性。我们还分析了RTS的流体模型,并显示显着的相似性RTS在扩展的标准地图问题。
2015-10-10 nlin.CD physics.flu-dyn stat.CO
Poincare recurrences and transient chaos in systems with leaks
为了模拟观测和实验的情况下,我们考虑泄漏的混沌动力系统的相空间。应用瞬态混沌理论,得到了生存概率逃逸率的表达式。这个表达式改进了以前的估计的基础上的封闭系统的属性,并解释依赖于泄漏的位置和大小,并在初始合奏。通过对初始系综的巧妙选择,我们得到了与封闭系统中的经典Poincare递归问题等价的结果,该问题在同一框架下处理。最后,我们将展示我们的结果如何适用于弱混沌系统,并证明分裂的不变鞍在双曲和非双曲的组件,相关的,分别为中间指数和渐近幂律衰减的生存概率。
2009-01-20 cond-mat.stat-mech math.DS nlin.CD
Robust synchronization with uniform ultimate bound between two different chaotic systems with uncertainties
设计了自适应控制器来同步两个具有不确定性的混沌系统,这些不确定性包括未知参数、内部和外部扰动。利用李雅普诺夫稳定性理论证明了在一定条件下,即使事先不知道不确定性的界,驱动-响应系统也能以一致的最终界实现同步.所设计的控制器仅包含系统的反馈项和部分非线性项,易于实现。以Lorenz系统和Chen系统为例验证了该方法的有效性。仿真结果也表明,该控制器对各种干扰具有良好的鲁棒性。
2009-08-22 nlin.CD
Parameter-free quantification of stochastic and chaotic signals
递归熵$(\cal S)$是一种新的基于递归微观状态的时间序列复杂度量化器。在这里,我们表明,$\mathsf{max}(\cal S)$是随机和混沌信号的时间相关性的\textit{parameter-free}量化器,在同一时间,它评估整个数据集的概率分布函数(PDF)的属性变化。$\mathsf{max}(\cal S)$可以区分遵循幂律谱的随机信号的不同时间相关性,即使当使用信号的混洗版本时,也是$\displaystyle P(f) \propto 1/f^α$。这种行为与其量化时间序列中嵌入的不同子集的能力有关。应用到一个确定性的系统,该方法带来了新的证据吸引属性和混沌的程度。随机和混沌时间序列的一个新的无参数量化器的发展开辟了新的视角随机数据和确定性时间序列分析,并可能在许多科学领域的应用。
2019-05-06 nlin.CD physics.class-ph physics.data-an
A Uniform Approximation for the Fidelity in Chaotic Systems
在具有混沌经典类似物的量子/波系统中,波函数以高度复杂但确定性的方式演化。然而,系统的轻微扰动将导致进化随着时间的推移越来越偏离其原始行为。这种发散可以通过保真度来测量,保真度被定义为两个时间演化态的平方重叠。对于混沌系统,高斯或指数行为的两个主要的衰减制度已被确定取决于扰动的强度。对于介于这两种状态之间的扰动强度,保真度显示两种形式的衰减。通过应用随机矩阵和半经典理论的互补组合,可以得到覆盖整个扰动强度范围的一致近似。的时间依赖性是完全固定的状态和所谓的过渡参数的密度,可以与系统的相空间体积和经典的作用扩散常数,分别。用标准图说明了近似的精度。
2002-10-15 nlin.CD
Fluctuations in the relaxation dynamics of mixed chaotic systems
混合混沌系统中的弛豫动力学被认为是代数衰减的,具有普遍的衰减指数,出现在相空间的层次结构。然而,数值研究得出了该指数的各种值。为了调和这些结果,我们考虑了一个混合混沌系统的速率方程近似的合奏,并分析了庞加莱复发时间分布的波动。我们的分析表明,这些波动的行为,作为时间的函数,意味着一个非常缓慢的收敛的衰减指数的松弛。
2012-10-14 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Recurrence Plot Based Measures of Complexity and its Application to Heart Rate Variability Data
在规则、层流或混沌行为之间的转变的知识对于理解复杂系统背后的基本机制是必不可少的。虽然几种线性方法往往不足以描述这样的过程,但有几种非线性方法需要相当长的时间观察。为了克服这些困难,我们提出了措施的复杂性的基础上的垂直结构的复发图,并将其应用到逻辑地图以及心率变异性数据。对于Logistic映射,这些措施使我们不仅能够检测到混沌和周期状态之间的转换,而且还可以识别层流状态,即混沌-混沌转换。传统的递归量化分析无法检测后者的转变。将我们的新措施应用于心率变异性数据,我们能够在发生危及生命的心律失常之前检测和量化层状阶段,从而促进对此类事件的预测。本研究结果对恶性心律失常的治疗具有重要意义。
2002-05-21 nlin.CD physics.data-an physics.med-ph
Characteristic times for the Fermi-Ulam Model
测量了Fermi-Ulam模型的平均Poincarré回归时间和李雅普诺夫时间。我们确认的平均复发时间是依赖于在相空间中选择的窗口的大小,粒子被允许复发。该区域的分形维数由相对于窗口大小的重现时间的斜率确定,并测量了两个数值:(i)$μ$ = 1,确认远离周期域的混沌区域的正常扩散;(ii)$μ$ = 2,导致在周期区域附近测量的异常扩散,这是粒子系综的局部捕获的特征。通过直接确定李雅普诺夫指数(实际上被定义为其倒数),在相空间中的不同域上测量李雅普诺夫时间。
2020-03-24 nlin.CD
Recurrence Time Statistics for Finite Size Intervals
研究了混沌动力系统在有限大小区间上递归的统计特性。我们发现,典型的分布呈现指数衰减的几乎所有的复发时间,除了少数短的时间影响的一种记忆效应。我们解释这种影响是有关的不稳定的周期轨道内的间隔。尽管它仅限于几个短时间,但它改变了复发的整个分布。我们表明,系统具有强混合特性的指数衰减收敛到泊松统计时,区间的宽度为零。然而,我们提醒,需要特别注意的间隔的大小,以保证短时间记忆效应是可以忽略不计的,当一个人感兴趣的数值或实验计算的庞加莱回归时间统计。
2005-02-25 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Delayed Self-Synchronization in Homoclinic Chaos
同宿动力系统的混沌尖峰训练是通过重新插入一小部分的延迟输出自同步。由于同宿混沌对外部扰动的敏感性,使得很长周期轨道的稳定化成为可能。在这些轨道上,动力学在有限的时间内出现混沌,但随后它以比延迟时间稍长的递归时间重复。这种被称为延迟自我同步(DSS)的效应与长期记忆建立过程中发生的神经动力学事件类似。
2001-09-18 nlin.CD
Uniform Semiclassical Wavepacket Propagation and Eigenstate Extraction in a Smooth Chaotic System
一个均匀的半经典传播子被用来时间演化的波包在一个光滑的哈密顿系统的能量,其基本的经典运动是混乱的。传播的波包被傅立叶变换以产生疤痕本征态。
1994-11-16 chao-dyn chem-ph nlin.CD
Kolmogorov-Sinai entropy from recurrence times
观察一个动态系统需要多长时间才能恢复到某个状态,是从数据序列中建模和量化其动态的最简单方法之一。本文提出了两个公式来估计KS熵和它的下界,一种每单位时间的香农熵,从混沌系统的递归时间。一个公式提供了KS熵,并且更具有理论导向性,因为人们还必须测量低概率的长期回报。另一个提供了一个下限的KS熵和更多的实验导向,因为一个测量只有高概率的短期回报。这些公式是一个事实的结果,即一系列的回报确实包含了产生它的轨迹的相同信息,这表明递归时间在建立复杂系统模型时可能是有价值的。
2009-12-16 nlin.AO nlin.CD
Recurrence and Stickiness in the Noisy Harper Map
University of Colorado, Boulder(科罗拉多大学博尔德分校)
该研究探究三种噪声对保面积Harper映射庞加莱回归统计的影响,发现噪声增强规则岛俘获效应使中间时间尺度幂律衰减更缓,长时间尺度则呈指数衰减,并用三状态马尔可夫链解释了相关机制。
2025-10-01 math.DS nlin.CD
Linear and Nonlinear Theory of Eigenfunction Scars
对经典混沌系统的本征函数被短周期轨道损伤的理论作了几种推广。短时间的线性递归的相关性和波动在长时间的影响被强调。我们包括疤痕的非线性递归与同宿轨道的贡献,并处理不同的情况下,随机和非随机的长时间递归。强调了周期轨道周围局部经典结构的重要性,并证明了在相空间中选择最优的检验基时,疤痕必须保持在半经典极限内。对称性的关键作用也进行了讨论,这与非线性递归给出了一个更好的考虑疤痕的实际强度为给定的经典轨道和个别波函数。定量措施疤痕和比较与数值数据。
1998-09-11 chao-dyn nlin.CD
Capture and chaotic scattering of a charged particle by magnetic monopole under uniform electric field
受能量交叉点实现Berry曲率的磁共振效应的启发,我们从理论上研究了半经典动力学中均匀电场下的磁共振效应,它涉及到许多物理情况,如通过抛物点的弛豫.我们发现,在后向散射之间的竞争由负磁场和加速由电场导致的束缚态,即,在粒子附近捕获粒子。此外,由磁致伸缩引起的非线性导致瞬态动力学中的混沌行为,即,短暂的混沌我们计算了引起瞬态混沌的奇异鞍点的特征量,并验证了当我们将系统参数调整到系统可解的参数区域时会发生突变分岔。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Bimodality and Scaling in Recurrence Networks from ECG data
人体心脏是一个复杂系统,可以通过心电图(ECG)记录心脏的电活动来研究心脏。心电图的任何变化或异常都可能表明心脏动力学异常。在这项工作中,我们提出了一个详细的分析ECG数据的递归网络(RN)的框架。我们展示了如何从ECG数据集构建递归网络的措施,可以量化数据的复杂性和可变性。我们的研究首次表明,从心电图RN显示其独特的双峰分布的特点。我们将其与心脏系统的复杂动力学相关,具有两个空间尺度的结构。我们还表明,有相关的信息被提取的尺度与复发阈值的措施。因此,我们观察到两个标度区域的链接密度的ECG数据,这是比较标度的RN从标准的混沌和超混沌系统和噪声。虽然双峰和缩放是所有类型ECG数据中RN的共同特征,但我们发现它们中的疾病特异性变化可以量化。
2019-08-04 nlin.CD physics.med-ph physics.soc-ph
Multiscale characterization of recurrence-based phase space networks constructed from time series
近年来,通过构造关联复杂网络来分析时间序列的框架引起了人们极大的研究兴趣。复杂网络方法研究时间序列的一个优点是,复杂网络理论提供了一种工具,可以在不同的拓扑尺度上描述网络中存在的重要节点或结构。这可以为不同动力系统的时间序列提供不同的信息。在本文中,我们系统地研究了递归为基础的相空间网络的顺序$k$,以前已被用来指定不同类型的动态的主题排名从不同的角度来看。在全局范围内,我们发现从周期到混沌的Rössler系统,网络的规模具有不同的标度指数,度分布在$2k$值附近具有不同的度方差值.局部网络属性,如顶点度,聚类系数和介数中心性被发现是敏感的局部稳定性的轨道,因此包含互补信息。
2012-04-30 nlin.CD physics.data-an
Area-preserving maps models of gyro-averaged ${\bf E} \times {\bf B}$ chaotic transport
离散映射已被广泛用于模拟等离子体和流体中的二维混沌输运。在这里,我们专注于面积保持地图描述有限拉莫尔半径(FLR)的影响${\bf E} \times {\bf B}$在磁化等离子体与静电漂移波扰动的纬向流混沌输运。FLR效应包括陀螺平均的地图,根据纬向流剖面,可以有单调或非单调的频率的哈密顿。在零Larmor半径的极限下,单调频率映射退化为标准Chirikov-Taylor映射,而在非单调频率的极限下,单调频率映射退化为标准非扭曲映射.我们表明,在这两种情况下,FLR导致混沌抑制,不动点的稳定性的变化,和鲁棒性的运输障碍。FLR效应也负责相空间拓扑结构和带状流分叉的变化。基于递归时间统计的动力系统方法被用来量化依赖于拉莫尔半径的阈值的破坏运输障碍。
2014-09-10 nlin.CD physics.plasm-ph
Recurrences reveal shared causal drivers of complex time series
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Oden Institute for Computational Engineering and Sciences(奥登计算工程与科学研究所);Marble Therapeutics(马布尔治疗公司)
该研究结合斜积动力系统理论与拓扑数据分析,提出基于物理的无监督学习算法,通过类玻璃结构递归图重建共享未观测因果驱动因素,经基准测试验证可从多领域实验数据中有效提取驱动动态。
2024-12-02 cs.LG eess.SP nlin.CD