神经网络延迟微分方程的Hopf分支及其数值逼近

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本文主要研究一类神经网络延迟微分方程的Hopf分支以及梯形方法对其的数值逼近情况,证明了该神经网络延迟微分方程解析解和数值解Hopf分支的存在性,并给出了延迟微分方程Hopf分支方向和周期解稳定性的计算公式。  首先,给出了一般延迟微分方程的解析解和数值解的Hopf分支理论,包括分支存在性,分支方向及周期解的稳定性等内容,并简单介绍了求解延迟微分方程的数值方法。  其次,分析了该神经网络延迟微分方程的动力学性质,利用指数多项式根的分布讨论了平衡点的稳定性与Hopf分支的存在性,再根据规范型和中心流形理论给出了Hopf分支方向和周期解的稳定性的计算公式。  然后,研究了梯形方法对该神经网络微分方程零解稳定性的数值逼近情况。将二级Runge-Kutta方法(梯形方法)应用于该神经网络微分方程中,经过计算得到它的特征方程,通过对特征方程根的分布情况的讨论,证明了当τ( h ) =τ0+ο(h2)时,离散后的差分方程Neimark-Sacker分支的存在性,并通过给出了其数值Hopf分支方向和周期解稳定性的计算公式。  最后,应用Matlab软件进行数值模拟,验证了梯形方法对原系统Hopf分支性质的保持性。
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