乘性噪声驱动下双稳系统中的时间延迟效应的研究

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LILLER1010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本论文利用非线性随机动力学的理论分析和随机模拟方法对乘性噪声驱动下双稳系统中的时间延迟效应进行了研究。 理论分析了求解时间延迟的福克—普朗克方程过程,并由此得出定态几率分布函数。运用欧拉算法通过随机模拟朗之万方程的方法计算了平均首通时间(时间步长△t=0.01),并使用Box-Mueller运算法则、从两个均匀分布于(0,1)之间的随机数(r1,r2)中来产生高斯噪声。通过这两种方法,构画出存在时间延迟时,乘性噪声驱动下的双稳系统的时间演化、定态几率分布、平均首通时间、功率谱以及信噪比,对它们进行分析,发现时间延迟会使系统表现出许多独特的性质。 首先,研究了对应不同乘性噪声强度或延迟时间的定态几率分布的时间延迟效应,研究结果表明: (i)无时间延迟、乘性噪声强度较小时,由于布朗粒子从z=1稳态到达x=-1稳态的首通时间较长,所以随机模拟的定态几率分布函数呈现某一稳态下的单峰;(ii)无时间延迟、乘性噪声强度较大时,系统的定态几率分布函数也呈现单峰结构,此峰值落在亚稳态x=0处:(iii)存在时间延迟、乘性噪声强度较小时,随机模拟下的定态几率分布函数呈现双峰结构,此双峰值位于系统的两个稳态x=±1位置,随着延迟时间的增大,双峰值逐渐升高:(iv)存在时间延迟、乘性噪声强度较大时,随机模拟下的定态几率分布函数也呈现双峰结构,此双峰值仍位于系统的两个稳态位置,随着延迟时间的增大,双峰值同样逐渐升高;(v)延迟时间一定时,随乘性噪声强度增大定态几率分布峰值减小,但峰位置基本保持不变;(vi)综上所述,可以得出结论:时间延迟对粒子的定态几率分布函数影响较大。 其次,研究了平均首通时间随延迟时间和乘性噪声强度变化的情况。研究结果表明: (i)小时间延迟下,当乘性噪声强度一定时,理论计算得到的平均首通时间随延迟时间增加而减小;(ii)小时间延迟下,当延迟时间为定值时,理论计算得到的平均首通时间随着乘性噪声强度增加而减小;(iii)大时间延迟下,通过随机模拟不同乘性噪声强度下的平均首通时间随延迟时间的变化,发现平均首通时间呈现一极小值,即系统表现出了随延迟时间的共振激发现象。随着乘性噪声强度增加,此极小值减小,但此极小值所对应的延迟时间基本保持不变;(iv)大时间延迟下,随机模拟得到的系统的平均首通时间首先随延迟时间的增大而减小,这一点与小时间延迟下的理论计算结果相一致,此后,达到一极小值,当延迟时间进一步增大时,平均首通时间随着延迟时间的增大而增大,并趋于饱和;(v)在某一固定延迟时间下,平均首通时间随乘性噪声强度增大而减小:fvi)由此,得出结论:在乘性噪声强度大于零、大延迟下,系统可观测到共振激发现象。 最后,研究了随机共振现象。系统中加入—正弦周期信号,对比不同乘性噪声强度和延迟时间的时间演化、功率谱以及信噪比变化情况,结果表明系统呈现两类随机共振现象。一类为延迟时间不变时,系统表现出随乘性噪声强度的随机共振:(i)在某一合适乘性噪声强度下,系统表现出与周期信号较好同步,功率谱较高,信噪比呈现极大值;(ii)存在一延迟时间的临界值(τ≈0.6),当延迟时间小于此临界值时,此信噪比极大值随着延迟时间的增大逐渐减小,峰值所对应的最佳乘性噪声强度也减小;当延迟时间大于此临界值时,信噪比趋近饱和,此后即使延迟时间继续增大,信噪比也无明显变化。 另一类为乘性噪声强度不变时,系统表现为随延迟时间的随机共振:(i)在较小乘性噪声强度下,存在某一最佳延迟时间,系统表现出与周期信号较好同步,功率谱较高,信噪比呈现极大值;(ii)当乘性噪声强度增大时,此信噪比极大值也增大,峰值对应的最佳延迟时间逐渐减小;(iii)在较大乘性噪声强度下,系统随延迟时间的随机共振现象消失,信噪比表现出随延迟时间的单调递减。
其他文献
本文介绍了在德国DESY研究所的HERMES实验上观测“E704effect”的数据分析工作.主要是分析能量为27.6GeV非极化电子(或正电子)束轰击氢靶而产生的正负π介子空间分布的左右不
GaN基白光LED具有节能、环保、寿命长等优点,应用前景十分广阔。各国对GaN基LED的研究非常重视,纷纷制定本国半导体照明的发展规划。世界大的传统灯具生产厂商和半导体生产厂商
高考物理实验考查学生使用基本仪器、实验操作及设计、分析实验数据与处理、分析误差。这些考试内容要求学生具有理解、推理、分析综合、应用数学处理问题、实验动手、创新等
本文简要介绍了活动星系核及其子类BL Lac天体的基本特征,对X射线天文学的发展和X射线的产生、探测的相关知识作了概述,在对X射线探测卫星RXTE的结构、性能和X射线能谱分析软件
本文首先介绍了随机动力学的基本理论和随机模拟的基本概念和算法。最后讨论在噪声环境中时间延迟效应对三个相互作用物种的影响。 我们通过随机模拟,研究了同时考虑时间延
如何提高氮化镓基发光二极管(GaN基LED)的出光效率是半导体照明技术研究的热点,目前还没有十分有效的方法解决这一问题,在这个领域还有广阔的研究空间。表面粗糙化的方法可以提
原子核高自旋态的研究是当今核结构研究的热点之一。高自旋态研究历史可以追溯到1971年,Johnson等人通过160Gd(α,4n)160Dy核反应发现的转动惯量的回弯现象、以及Stephens等人
为实现地球上空中间层层顶和低热层MLT(Mesosphere and Lower Thermosphere,60-120 km)区域大气的温度和风速的同时探测,课题组研发了一台地基气辉成像干涉仪GBAII(Ground-Base
地层的抬升是盆地构造运动的一种主要形式,多造成砂体的回弹,产生负压和增容效应,形成流体的低势区,成为油气运聚的最有利场所。目前对构造抬升时砂体回弹量的研究,大多在伺服机上
高中教学由于背负高考升学压力的特殊性及新课改实施较晚,教师还比较普遍存在理论上心仪向往之,而课堂上我行我素方法依旧.怎样加深高中教师对新课程的理解,提高他们实施新课