Distance dependent competitive interactions in a frustrated network of mobile agents
在复杂网络结构之上相互作用的动力系统中，出现了不同的集体动力学。沿着这条研究路线，时态网络已经成为最有前途的网络平台之一。特别是，这种网络与空间移动代理已经建立能够模拟一些实际情况。在本文中，我们研究的动态结果移动代理相互作用的基础上，他们的物理接近。为此，我们特别强调代理之间的竞争相互作用的影响，这取决于他们的物理距离。我们特别假设吸引力的耦合剂之间的相互远离，而我们采取排斥相互作用的空间足够接近的代理。有了这个设置，我们考虑两种类型的耦合配置，破坏耦合和保持耦合。我们遇到的集体动力学的变种，从同步，不均匀的小振荡集群状态和极端事件，同时改变吸引力和排斥力的耦合强度。我们已经能够映射所有这些动力学行为的耦合参数空间。在没有排斥耦合的情况下，完全同步是最理想的状态，我们提出了一个分析研究这种情况下，同意与数值结果。
2020-08-17 nlin.AO nlin.CD
Attention as Frustrated Synchronization
Cognitive Science Program（认知科学项目）；Luddy School of Informatics, Computing, and Engineering（信息学、计算与工程学院）；Indiana University Bloomington（印第安纳大学布卢明顿分校）
提出受挫同步网络（FSN），通过复值耦合核和延迟项实现基于同步的注意力机制，在百万参数级字符级文本和代码任务上优于调优的RoPE-SwiGLU Transformer。
2026-06-18 cond-mat.dis-nn cs.CL cs.LG
Influence of topology in the mobility enhancement of pulse-coupled oscillator synchronization
在这项工作中，我们重新审视的非单调行为（NMB）的同步时间与速度的移动脉冲耦合振荡器（PCO）系统的报告。我们设计了一个控制参数，使我们能够预测的速度范围NMB可能会发生，也揭示了条件，使我们能够建立的NMB的出现的基础上的连接规则的具体功能。具体来说，我们的研究结果表明，如果连接规则是这样的相互作用模式是稀疏的，更重要的是，包括大部分的非互惠相互作用，那么系统将显示NMB。此外，我们提供了一个微观的解释有关的连接模式的存在的本地集群无法同步，被称为沮丧的集群，我们也给出了一个精确的定义，在简单的图形概念。我们的结论是，如果发现一个沮丧的集群在移动的PCO系统的概率是足够高的，NMB发生在一个可预测的速度范围。
2018-01-11 nlin.AO
A unified framework for synchronization optimization in directed multiplex networks
National Institute of Technology, Durgapur（印度杜尔加布尔国家技术学院）
本文提出一个分析框架，用于在有向多层网络中实现最优同步，考虑了受挫和非受挫情形，引入了多层同步对齐函数，并通过数值模拟展示了其在不同有向双层拓扑中的优势。
2026-04-02 cs.SY eess.SY nlin.AO
Erosion of synchronization in networks of coupled oscillators
我们报告腐蚀的耦合相位振荡器，一种现象，完美的相位同步是无法达到的稳定状态，即使在无限耦合的限制网络中的同步。分析表明，总侵蚀是可分离的产品的条款特征耦合挫折和结构异质性，这两个放大侵蚀。然而，后者可以与程度异质性显著不同。最后，我们表明，腐蚀的特点是重组的振子根据其节点度，而不是他们的固有频率。
2015-01-23 math.DS nlin.AO nlin.CD
Swarming Lattice in Frustrated Vicsek-Kuramoto Systems
Institute of Systems Science, Huaqiao University（华侨大学系统科学研究所）；School of Mathematical Sciences, Huaqiao University（华侨大学数学科学学院）；College of Information Science and Technology, Huaqiao University（华侨大学信息科学与工程学院）；College of Mechanical Engineering and Automation Science and Technology, Huaqiao University（华侨大学机械与自动化学院）
本研究通过引入摩擦参数α，揭示了受挫Vicsek-Kuramoto系统中纯方向性相互作用如何形成对称晶格，并挑战了空间力的必要性。
2025-12-22 cond-mat.soft nlin.AO
The effect of noise on the synchronization dynamics of the Kuramoto model on a large human connectome graph
我们扩展了在KKI-18大型人类连接组图上运行的具有加性高斯噪声的Kuramoto模型的研究。我们确定了这个模型的动力学行为，通过在假设的稳态下数值求解它，低于我们先前确定的同步交叉点。去同步的持续时间分布表现出幂律的尾巴，其特征在于指数范围$1.1 < τ_t < 2$，重叠在体内的人脑活动实验由帕尔瓦等人。我们表明，这些缩放结果仍然有效，由超慢的本征频率高斯单位方差的变换。我们还比较了连接体的结果与那些，在一个规则的立方体与$N=10^6$节点，相关的嵌入空间，并表明，淬火的内部频率本身可以在扩展的耦合空间中引起沮丧的同步缩放。
2020-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.AO
Synchronization in repulsively coupled oscillators
一个长期存在的期望是，两个相斥耦合的振子倾向于在相反的方向上振荡。在具有纯排斥耦合的全同振子中，很难实现完全同步。在这里，我们介绍了一个一般的耦合条件的动力系统的线性矩阵的基础上出现的完全同步的纯排斥耦合振子。建议的耦合配置文件（耦合矩阵）定义了一个双向的交叉耦合链接，起着指示器的作用，为发病完全同步相同的振荡器之间。我们说明了几个范例的两耦合混沌振子的耦合方案，并验证其有效性，通过基于主稳定性函数方法的同步解的线性稳定性分析。我们进一步证明，所提出的一般条件的耦合配置文件的选择，以实现同步，甚至完美地为一个大的合奏振荡器。
2022-12-02 nlin.AO nlin.CD physics.app-ph
Complete Synchronization and its Transition in Higher Harmonic Sakaguchi--Kuramoto Oscillators
CSIR-Central Mechanical Engineering Research Institute（印度中央机械工程技术研究所）；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（科学创新研究学院）；Department of Mathematics, National Institute of Technology（国家技术学院数学系）；Institute of Technical Physics and Materials Science, HUN-REN Centre for Energy Research（匈牙利科学院能源研究中心技术物理与材料科学研究所）；School of Computer Science, UPES（尤帕迪大学计算机科学学院）；Dhirubhai Ambani University（迪鲁拜·安巴尼大学）
本文研究了在具有异质性的耦合振子网络中，通过分析框架克服相位摩擦障碍，诱导在特定小耦合值下的完全同步，同时探讨了在无标度网络中完全同步伴随滞后现象的第一阶相变，以及在Erdős-Rényi网络中通过第二阶相变实现完全同步，并利用最优频率确定纯二次谐波Sakaguchi-Kuramoto模型中的临界耦合强度。
2026-05-21 nlin.AO
Intralayer and interlayer synchronization in multiplex network with higher-order interactions
复杂系统的最新发展已经证明，许多真实世界的场景，成功地表示为网络并不总是限于二进制的相互作用，但往往包括更高阶的节点之间的相互作用。这些超越成对交互优选地由超图建模，其中超边表示一组节点之间的高阶交互。在这项工作中，我们考虑了一个多路复用网络的层内连接表示的超图，称为多路复用超图。超图是通过将无标度网络的最大团映射到适当大小的超边来构造的。我们研究了这种多重结构的层内和层间同步。我们的研究揭示了当考虑高阶结构时，尽管只有成对连接，层内同步明显增强。利用主稳定性函数方法得到了同步态稳定的必要条件，与数值结果完全一致。我们还探讨了层间同步的鲁棒性，发现对于多体相互作用的多重网络，层间同步比成对相互作用的多重网络更持久。
2022-03-15 nlin.AO nlin.CD physics.soc-ph
Matrix coupling and generalized frustration in Kuramoto oscillators
仓本模型描述了具有不同固有频率的耦合振荡器的同步。在原始模型的许多推广中，Kuramoto和Sakaguchi（KS）提出了一个{ \it受挫}版本，即使当振荡器的平均固有频率为零时，该版本也会导致序参量的动态行为。在这里，我们考虑一个推广的挫折KS模型，表现出新的过渡到同步。该模型在形式上与原始仓本模型相同，但以单位向量表示。用耦合矩阵代替耦合常数破坏了旋转对称性，并迫使序参量指向具有最高特征值的特征向量的方向，当特征值是实数时。对于复本征值，序参量的模在绕单位圆旋转时振荡，产生激活态。我们使用E-Antonsen方法导出了洛伦兹频率分布的完整相图。我们还表明，改变的平均值的固有频率导致进一步的相变的模块的序参量从振荡到静态。
2022-06-26 nlin.AO physics.class-ph
Local complexity predicts global synchronization of hierarchically networked oscillators
研究分层组织的Stuart-Landau振荡器的全局同步，发现子系统间的同步与未耦合子系统的吸引子数量高度相关，完美反对称模体可灵活产生不同吸引子，使全局同步可控。
2024-02-13 nlin.AO q-bio.NC
Identifying symmetries and predicting cluster synchronization in complex networks
网络连通性中的对称性调节图的功能如何组织成集群状态。传统的追踪网络对称群的方法需要很高的计算成本，因此对于大规模的图来说，它们是很难甚至不可能执行的。我们在这里揭示了特征向量中心性的元素和网络的集群之间存在直接联系。这为无向连通图的聚类分析提供了一个新的框架，其计算成本在$N$中是线性的。我们表明，集群识别是完全一致的对称性为基础的分析，它允许预测序列的同步集群，形成之前，最终发生的全球同步。
2021-07-31 math.DS nlin.AO nlin.CD
Synchronization in Kuramoto-Sakaguchi ensembles with competing influence of common noise and global coupling
本文用 Ott-Antonsen 方法分析共同噪声与全局 Kuramoto-Sakaguchi 耦合竞争下的振子系综，揭示强噪声克服排斥耦合、同步态吸收性及非全同振子的频率发散等效应。
2023-08-18 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Volcano Transition in a System of Generalized Kuramoto Oscillators with Random Frustrated Interactions
本文研究非阿贝尔SU(2)-Lohe振子系统中由低秩随机阻挫相互作用驱动的火山相变，利用Ott-Antonsen拟设计确定临界耦合强度，并通过数值模拟验证解析结果，同时证明2-球面上的单位3-向量振子系统不存在该相变。
2024-01-17 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
On synchronization in Kuramoto models on spheres
我们分析了两类球上的Kuramoto模型，在以前的研究中已经引入。我们的分析仅限于具有全局耦合的全同振子系综。在这样的设置中，附加假设振子的初始分布在球上是均匀的，可以导出封闭形式的序参量方程。实际仓本模型中的同步速率取决于球体的维度。具体来说，在高维球体上同步更快。另一方面，复Kuramoto模型中的实序参量总是满足相同的常微分方程，而与维数无关。球上的仓本模型中的实序参量方程的推导是基于最近公布的这些模型与单位球几何的联系。对具有数百个振荡器的系统的模拟与理论预测完全吻合，理论预测是通过求解序参量方程获得的。
2021-10-27 math.DS nlin.AO
Synchronization dynamics on the EU and US power grids
通过求解二阶Kuramoto方程，对欧盟和美国高压电网的连锁故障进行了动态仿真。我们发现，同步转变发生的全局耦合参数$K$与亚稳态依赖于初始条件，使滞后回线发生。我们提供了分析结果的时间依赖性的频率扩展在大$K$近似和比较它与数值的$d=2,3$晶格，我们发现协议的情况下，有序的初始条件。然而，不同的幂律（PL）的尾巴出现时，波动很强。在系统热化后，我们允许单线切割故障，并遵循随后的相对于阈值$T$的过载。级联故障的PDF $p(N_f)$在同步转换点$K_c$附近显示PL尾部。在$K_c$附近，美国电网的PL-s指数随$T$变化为$1.4 \le τ\le 2.1$，与经验停电统计一致，而在欧盟电网上，我们发现PL-s的特征为$1.4 \le τ\le 2.4$。在$K_c$下面，我们发现了$T$依赖性PL-s的签名，由同步受阻引起，让人想起格里菲斯效应。在这里，我们也观察到稳定性增长后的停电级联，类似于故意孤岛，但对于$K > K_c$，这不会发生。对于$T < T_c$，在具有大平均值的PDF中出现凸起，称为“龙王”黑障事件。我们还分析了瞬时反馈或增加耗散的延迟/稳定效应，并展示了本地同步在地理地图上的行为。
2022-05-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech nlin.AO
Effect of repulsive links on frustration in attractively coupled networks
研究了极限环振子网络中吸引-排斥相互作用的影响。主要研究了复杂网络中相邻节点之间产生反相态的设计原理。我们建立了一个部分负控制的正耦合的极限环振荡器内的生成树的分支有效地工作，以及与随机选择的负链接建立零挫折（反相同步）在二分图。基于零挫折的出现，我们开发了一个通用的0- $π$规则来理解二部图中的反相同步。此外，这一规则被用来构造一个非二部图给定的非零挫折值。最后，通过对任意吸引排斥耦合极限环振子的无向非二部图的求解，证明了0- $π$规则的通用性，并成功地计算出了与数值结果相吻合的非零阻挫值.通过小网络的分岔分析验证了该规则的有效性。我们的工作可能揭示存在于具有混合型耦合的振子网络中的几种同步现象的潜在机制。
2020-02-01 nlin.AO
Erosion of synchronization: Coupling heterogeneity and network structure
研究了网络耦合相位振荡器在耦合阻挫作用下的动力学行为。最近的研究表明，在异构网络拓扑结构中，耦合挫折的存在会导致完美的相位同步，甚至在无限耦合强度的限制下也无法实现。在这里，我们考虑的重要情况下，异构耦合函数和扩展以前的结果，推导出的分析预测的总侵蚀同步。我们的分析结果给出了有关的网络结构和耦合挫折的基本量。除了完全异质耦合，其中每个单独的相互作用是允许不同的，我们还考虑部分异质耦合和均匀耦合，其中耦合功能是唯一的每个振荡器或相同的所有网络相互作用，分别。我们证明了我们的理论与多个网络模型的数值模拟的有效性，并强调有趣的影响，各种耦合的选择和网络模型的总侵蚀同步。最后，我们考虑了一些特殊的网络结构与众所周知的频谱特性，这使我们能够得到进一步的分析结果。
2015-06-02 math.DS nlin.AO
Enhancing synchronization by optimal correlated noise
从萤火虫的闪光到约瑟夫森结和电力基础设施，耦合相位振荡器网络提供了一个强大的框架来描述许多自然和工程系统中的同步现象。大多数现实世界的网络都受到噪声、随机输入的影响，可能会抑制同步。虽然噪声是不可避免的，在这里，我们表明，存在最佳的噪声模式，最大限度地减少去噪效果，甚至提高秩序。具体而言，使用分析参数，我们表明，在两个振荡器模型的情况下，存在一个急剧的过渡，从政权的最佳同步增强噪声是完全反相关的，一个最佳噪声相关。更一般地说，我们然后使用数值优化方法来证明，存在反相关的噪声模式，最佳地增强大型复杂振荡器网络的同步。我们的研究结果可能会影响现实世界的网络，如电网和神经网络，这是受大量的相关输入噪声。
2022-03-01 cs.SY eess.SY nlin.AO
Persistence of chimera states and the challenge for synchronization in real-world networks
本文基于对称性破缺机制研究现实网络的非正规性，证明源节点或领导者节点会诱发相位嵌合态，并指出其持续阻碍全局同步。
2023-05-31 nlin.AO nlin.PS
Emergence of metastability in frustrated oscillatory networks: the key role of hierarchical modularity
针对振荡网络亚稳态机制难识别的问题，提出大脑分层模块化结构在相位受挫下可引发亚稳态与嵌合体状态，揭示了不同层级实现亚稳态的两种途径，并建立了亚稳态与系统本征模间的显式关系。
2024-05-23 nlin.AO physics.bio-ph
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
Symmetry-breaking mechanism for the formation of cluster chimera patterns
集体动力学中秩序的出现是一个迷人的现象，它是许多由耦合实体组成的自然系统的特征。同步是这样一个例子，其中通常由线性或非线性振荡器表示的个体可以在相互作用的配置满足某些条件时自发地相互一致地行动。然而，同步并不总是完美的，相干和非相干振荡器的共存，在文献中被广泛称为嵌合体状态，也是可能的。尽管人们曾多次试图解释嵌合体国家是如何产生的，但它们的出现、稳定性和健壮性仍然是一个长期争论的问题。我们提出了一种方法，旨在建立一个强大的机制，通过该机制嵌合体的起源。我们首先介绍一个稳定性破坏的方法，集群的同步振荡器可以出现。类似地，一个或多个振子簇可能保持不相干，从而产生特定类别的模式，我们在这里将其命名为簇嵌合态。
2021-06-18 nlin.AO nlin.PS
Critical exponents in coupled phase-oscillator models on small-world networks
耦合相位振子模型由相位振子组成，每个相位振子的固有频率服从概率分布，并通过给定的周期耦合函数与其他振子耦合。这种类型的模型被广泛研究，因为它描述了同步过渡，出现在非同步状态和部分同步状态之间。同步跃迁由几个临界指数来表征，我们重点讨论了由序参量的耦合强度依赖性定义的临界指数来揭示普适类.在由完美图表示的典型相互作用中，通过依赖于固有频率分布和耦合函数产生无限数量的普适类。由于在小世界网络的模型中也观察到同步跃迁，其链接数量与振荡器的数量成正比，一个自然的问题是，在小世界网络中是否存在无限数量的普适类，而不管链接的顺序如何。我们的数值计算结果表明，普适类的数量减少到一个和临界指数是共享所考虑的模型具有耦合功能的二次谐波单峰和对称的固有频率分布。
2020-11-05 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Noise-induced synchronization and anti-resonance in excitable systems; Implications for information processing in Parkinson's Disease and Deep Brain Stimulation
我们研究了一个令人惊讶的现象出现在大型网络的兴奋元素在响应噪声的统计物理：而在低噪声，解决方案保持在附近的休息状态和大噪声的解决方案显示异步活动，网络显示有序，完全同步的周期性响应在中间水平的噪声。我们表明，这种现象从根本上是随机的和集体的性质。事实上，对于特定范围内的噪声和耦合，休息和兴奋状态之间的过渡速率的不对称性逐渐建立，导致兴奋神经元的分数增加，最终触发与宏观同步偏移和集体返回休息相关的链式反应，在此过程重新开始，从而产生观察到的周期性同步振荡。我们进一步发现了一种新的反共振现象：当系统受到特定频率范围内的周期性刺激时，噪声诱导的同步振荡消失。在反共振状态下，系统对于信息容量的测量是最优的。这一观察结果提供了一个新的假设，解释了脑深部电刺激治疗帕金森病的有效性，帕金森病是一种神经退行性疾病，其特征是大脑运动回路的同步性增加。我们进一步讨论了这些现象的普遍性在类的可激发元素与约束耦合的随机网络，并说明了这种普遍性，通过分析各种经典模型的神经网络。总之，这些结果揭示了一些普遍的机制，支持在可兴奋系统的噪声的正规化的影响，揭示了一种新的反共振现象，在这些系统中，并提出了一个新的假设，高频刺激的效率在帕金森氏病。
2019-05-24 cond-mat.dis-nn math.DS nlin.AO
Learning to predict synchronization of coupled oscillators on randomly generated graphs
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Wisconsin - Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
假设给定一个耦合振子系统在一个未知图上，以及该系统在某个周期内的轨迹。我们能预测系统最终是否会同步吗？即使有一个已知的底层图结构，这也是一个重要但在分析上难以解决的问题。在这项工作中，我们对同步预测问题采取了另一种方法，将其视为一个分类问题，该问题基于任何给定系统最终将同步或收敛到非同步极限环的事实。通过只使用一些基本的统计数据，如边缘密度和直径，我们的方法可以达到完美的精度时，有一个显着的差异，同步和非同步的例子之间的基础图的拓扑结构。然而，在这些图统计不能很好地区分两个类的问题设置中（例如，当从相同的随机图模型生成图时），我们发现，将初始动态的几次迭代与图统计配对作为我们的分类算法的输入可以导致准确性的显著提高;远远超过经典振荡器理论所知的。更令人惊讶的是，我们发现，在几乎所有这样的设置中，放弃基本的图统计数据，只使用初始动态来训练我们的算法，可以达到几乎相同的精度。我们证明了我们的方法上的三个模型的连续和离散耦合振子-仓本模型，萤火虫细胞自动机，格林伯格-黑斯廷斯模型。最后，我们还提出了一个“集成预测”算法，通过对从多个随机子图观察到的动态进行训练，成功地将我们的方法扩展到大型图。
2022-08-23 cs.LG math.DS nlin.AO
