延迟引起振荡的非线性相位幅度减小

摘要:运用Floquet定理,针对由时滞微分方程描述的极限环振子,我们提出了一种非线性相幅约化理论。我们还提出了一种数值方法来评估约化所需的主福克特特征值、特征函数和伴随特征函数,并导出了一个近似描述振子动力学的低维非线性相幅方程组。通过分析一个具有三次非线性性的解析可追踪振子模型,我们表明振子状态在无限维状态空间中的渐近相位可以近似评估,并且可以根据所得到的相幅方程组预测由适度强周期扰动引起的振幅的非平凡双稳性。我们进一步分析了一个基因调控振子模型,并示范了约化方程能够阐明在非弱扰动下其复杂动力学的机制,这可能与真实生理现象(如昼夜节律睡眠障碍)相关。

作者:Kiyoshi Kotani, Yutaro Ogawa, Sho Shirasaka, Akihiko Akao, Yasuhiko Jimbo, and Hiroya Nakao

论文ID:2007.11175

分类:Adaptation and Self-Organizing Systems

分类简称:nlin.AO

提交时间:2020-07-23

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