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时滞线性和非线性反馈下的极限环振子动力学。 (英语) Zbl 0973.34061号

研究了存在自治时滞反馈的单Hopf分岔振子(Stuart-Landau方程)的动力学。反馈项既有线性分量,又有简单的二次非线性项。采用分析方法和数值分析相结合的方法,作者研究了系统在以振荡器的自然参数(频率、线性增长率)、反馈分量的强度和时滞参数为特征的各种状态下的时间动力学。
主要结果以分岔图的形式显示在这些参数空间中,并揭示了丰富的时间行为,包括时滞诱导原点稳定、多频率状态、频率抑制、相位滑移、鞍节点分岔和混沌行为。此外,一些周期轨道表现出新的行为,如双倍性、相位反转、径向俘获、振幅空间中的螺旋振荡。该模型可以在仿真研究中得到应用,并能更好地了解更大系统的行为,如Kuramoto模型或Kuramota模型的振幅版本。

MSC公司:

34K18型 泛函微分方程的分岔理论
34K13型 泛函微分方程的周期解
34K07号 泛函微分方程解的理论逼近
34K28号 泛函微分方程解的数值逼近(MSC2010)
34立方厘米 常微分方程的非线性振动和耦合振子
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参考文献:

[1] McClintock,M.K.,《月经同步与抑制》,《自然》,229244(1971)
[2] DeNeef,P。;Lashinsky,H.,梁-塑性系统上不稳定波的范德波尔模型,Phys。修订稿。,31, 1039 (1973)
[3] A.T.Winfree,《生物时间的几何》,施普林格,纽约,1980年。;A.T.温弗里,《生物时间的几何》,施普林格,纽约,1980年·Zbl 0464.92001
[4] A.T.Winfree,《电化学波和心律失常的三维动力学》,普林斯顿大学出版社,新泽西州普林斯顿,1987年。;A.T.Winfree,《电化学波和心律失常的三维动力学》,普林斯顿大学出版社,新泽西州普林斯顿,1987年。
[5] Kuramoto,Y。;Nishikawa,I.,《大动力系统的统计宏观动力学:振子群中的相变案例》,J.Statist。物理。,49, 569 (1987) ·Zbl 0965.82500号
[6] Benford,J。;施,H。;吴,W。;史密斯·R·R。;Harteneck,B.,相对论磁控管的锁相,物理学。修订稿。,62, 969 (1989)
[7] Golomb,D。;Hansel,D。;Shraiman,B。;Sompolinsky,H.,全局耦合相位振荡器中的聚集,物理学。版本A,45,3516(1992)
[8] S.I.Doumbouya。;Munster,A.F。;杜纳,C.J。;Schneider,F.W.,《串联耦合化学振荡器中的确定性混沌》,J.Phys。化学。,97, 1025 (1993)
[9] 柯林斯,J.J。;Stewart,I.N.,耦合非线性振荡器和动物步态的对称性,J.非线性科学。,3, 349 (1993) ·兹比尔0808.92012
[10] H.Daido,具有均匀全对全相互作用的极限循环振荡器中合作夹带的开始:序函数的分岔,Physica D 91(1996)24,以及其中的参考文献。;H.Daido,具有均匀全对全相互作用的极限循环振荡器中合作夹带的开始:序函数的分岔,Physica D 91(1996)24,以及其中的参考文献·Zbl 0890.58067号
[11] Pecora,L.M.,耦合极限循环和混沌系统中的同步条件和去同步模式,物理学。E版,58、347(1998)
[12] Nakajima,K。;Sawada,Y.,振荡化学反应系统弱耦合的实验研究,J.Chem。物理。,72, 2231 (1980)
[13] Bar-Eli,K.,关于耦合化学振荡器的稳定性,Physica D,14,242(1985)
[14] Aronson,D.G。;Ermentrout,G.B。;Koppel,N.,耦合振荡器的振幅响应,Physica D,41,403(1990)·Zbl 0703.34047号
[15] Matthews,P.C。;Strogatz,S.H.,极限环振子集体行为的相图,物理学。修订稿。,65, 1701 (1990) ·Zbl 1050.82538号
[16] P.C.Matthews,R.E.Mirollo,S.H.Strogatz,耦合非线性振荡器大系统的动力学,《物理学》D 52(1991)293及其参考文献。;P.C.Matthews,R.E.Mirollo,S.H.Strogatz,耦合非线性振荡器大系统的动力学,Physica D 52(1991)293及其参考文献·Zbl 0742.34035号
[17] 舒斯特·H·G。;Wagner,P.,具有时间延迟耦合的两个极限环振荡器的相互夹带,Prog。理论。物理。,81, 939 (1989)
[18] 尼伯,E。;舒斯特·H·G。;Kammen,D.,《具有时滞的极限循环振荡器网络中的集体频率和亚稳态》,Phys。修订稿。,67, 2753 (1991)
[19] Y.中村。;Tominaga,F。;Munakata,T.,时滞最近邻耦合振荡器的聚集行为,Phys。E版,49,4849(1994)
[20] Kim,S。;帕克,S.H。;Ryu,C.S.,时滞耦合振荡器系统的多稳定性,物理。修订稿。,79, 2911 (1997)
[21] Reddy,D.V.R。;Sen,A。;Johnston,G.L.,耦合极限环振荡器中的时滞诱导死亡,Phys。修订稿。,80, 5109 (1998)
[22] Reddy,D.V.R。;Sen,A。;Johnston,G.L.,Hopf分岔耦合极限环振荡器的时延效应,Physica D,129,15(1999)·Zbl 0981.34022号
[23] 杨,M.K.S。;Strogatz,S.H.,耦合振荡器Kuramoto模型中的时间延迟,物理学。修订稿。,82, 648 (1999)
[24] P.C.Bressloff。;Coombes,S.,具有分布延迟的脉冲耦合积分和纤芯振荡器链中的行波,《物理D》,130,232(1999)·Zbl 0934.34057号
[25] 卡伦德,A。;Hartree,D.R。;波特,A.,控制系统中的时间标签,菲洛斯。事务处理。伦敦皇家学会A,235415(1936年)·Zbl 0014.32302号
[26] Ergen,W.K.,《循环燃料核反应堆动力学》,J.Appl。物理。,25, 702 (1954) ·Zbl 0055.23003号
[27] Driver,R.D.,《经典电动力学的两体问题:一维情况》,Ann.Phys。,21, 122 (1963) ·Zbl 0108.40705号
[28] 威斯切特。;Wunderlin,A。;佩尔斯特,A。;奥利维尔,M。;Groslambert,J.,非线性反馈系统中的延迟诱导不稳定性,物理学。E版,49203(1994)
[29] 宫川县。;Yamada,K.,耦合盐水振荡器中的夹带,《物理学D》,127177(1999)
[30] 塔斯,P。;Kurths,J。;Rosenblum,M.G。;Guasti,G。;Hefter,H.,视觉引导运动中的延迟诱导转换,Phys。E版,54,R2224(1996)
[31] Destehe,A.,时滞神经元网络中周期振荡的稳定性,物理学。莱特。A、 187309(1994)
[32] 库欣,J.M.,具有遗传效应的沃尔特拉人口方程的周期解,SIAM J.Appl。数学。,31, 251 (1976) ·Zbl 0334.92026号
[33] 坎贝尔,S.A。;贝莱尔,J。;Ohira,T。;Milton,J.,具有延迟负反馈的阻尼谐振子中的复杂动力学和多稳态,混沌,5640(1995)·Zbl 1055.34511号
[34] 弗莱金,A。;Lemarchand,H.,霍普夫分岔的随机分析:主方程方法,J.Statist。物理。,41, 531 (1985)
[35] Mackey,M.C。;Longtin,A。;Lasota,A.,噪声诱导的全局渐近稳定性,J.Statist。物理。,60, 735 (1990) ·兹比尔1086.34534
[36] 库勒,C。;Schulten,K.,噪声和扰动对极限环系统的影响,《物理学D》,50,311(1991)·Zbl 0749.58044号
[37] Pyragas,K.,通过自我控制反馈对混沌的连续控制,Phys。莱特。A、 170421(1992)
[38] O.Diekmann,S.A.van Gils,S.M.Verduyn Lunel,H.-O.Walther,《时滞方程:泛函、复和非线性分析》,Springer,纽约,1995年(第十一章)。;O.Diekmann,S.A.van Gils,S.M.Verduyn Lunel,H.-O.Walther,《时滞方程:泛函、复杂和非线性分析》,Springer,纽约,1995年(第十一章)·Zbl 0826.34002号
[39] R.D.Driver,常微分方程和时滞微分方程,Springer,纽约,1977年。;R.D.Driver,《常微分方程和时滞微分方程》,Springer,纽约,1977年·Zbl 0374.34001号
[40] A.Goldbeter,《生物振荡和细胞节律》,剑桥大学出版社,剑桥,1996年。;A.Goldbeter,《生物振荡与细胞节律》,剑桥大学出版社,剑桥,1996年·Zbl 0837.92009号
[41] 郑,Z。;胡,G。;Hu,B.,耦合振荡器的相位滑移和相位同步,Phys。修订稿。,81, 5318 (1998)
[42] C.T.H.Baker,C.A.H.Paul,D.R.Willé,进化时滞微分方程数值解中的问题,英国曼彻斯特大学数学系第248号数值分析报告及其参考文献。;C.T.H.Baker,C.A.H.Paul,D.R.Willé,进化时滞微分方程数值解中的问题,英国曼彻斯特大学数学系第248号数值分析报告,以及其中的参考文献。
[43] 佐藤,S。;萨诺,M。;Sawada,Y.,Duffing和广义Duffing方程分岔结构的普适标度性质,Phys。版本A,281654(1983)
[44] J.Guckenheimer、P.J.Holmes,《非线性振动、动力系统和向量场分岔》,Springer,纽约,1983年。;J.Guckenheimer、P.J.Holmes,《非线性振动、动力系统和向量场分岔》,施普林格,纽约,1983年·Zbl 0515.34001号
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