大规模富社团网络的时空混沌同步

吕翎; 邹家蕊; 杨明; 孟乐; 郭丽; 柴元

doi:10.7498/aps.59.6864

摘要

以Plankton时空混沌系统作为网络节点,通过非线性耦合构成富社团(rich-club,RC)网络,研究其时空混沌同步规律.首先给出了RC网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进而基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件.最后,通过仿真模拟检验了网络的时空混沌同步效果.仿真研究表明,RC网络中各富节点之间以及这些富节点各自星形连接的子网络中的所有节点均实现了完全同步.

关键词:

Abstract

The Plankton spatiotemporal chaos system is taken as network node and constructed as a rich-club network through nonlinear coupling. The synchronization of spatiotemporal chaos for the above network is investigated. The general selection rule of nonlinear coupling function connecting nodes in the rich-club network is presented. Furthermore, the condition to realize the network synchronization is analyzed theoretically based on Lyapunov stability theory. Finally, the synchronization effect of spatiotemporal chaos for the rich-club network is checked through artificial simulation. The results show that complete synchronization can be realized for all rich nodes in the rich-club network and all nodes in every subnetwork constructed in star-shape.

Keywords:

作者及机构信息

1.
辽宁师范大学物理与电子技术学院,大连 116029

基金项目: 辽宁省自然科学基金(批准号:20082147)和辽宁省教育厅创新团队计划(批准号:2008T108)资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Physics and Electronic Technology, Liaoning Normal University, Dalian 116029, China

参考文献

[1]	Watts D J, Strogatz S H 1998 Nature 393 440
[2]	Albert R, Jeong H, Barabsi A L 1999 Nature 401 130
[3]	Adamic L A, Huberman B A 2000 Science 287 2115
[4]	Newman M E J, Strogatz S H, Watts D J 2001 Phys. Rev. E 64 26118
[5]	Stelling J, Klamt S, Bettenbrock K, Schuster S, Gilles E D 2002 Nature 420 190
[6]	Strogatz S H 2001 Nature 410 268
[7]	Ravasz E, Barabsi A L 2003 Phys. Rev. E 67 26112
[8]	Vzquez A, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2002 Phys. Rev. E 65 66130
[9]	Huang L, Kwangho P, Lai Y C, Yang L, Yang K Q 2006 Phys. Rev. Lett. 97 164101
[10]	Zhang R, Hu A H, Xu Z Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 6851 (in Chinese)[张荣、胡爱花、徐振源 2007 56 6851]
[11]	Lü L, Xia X L 2009 Acta Phys. Sin. 58 814 (in Chinese) [吕翎、夏晓岚 2009 58 814]
[12]	Lü L, Chai Y, Luan L 2010 Chin.Phys. B 19 080506
[13]	Ma X J, Wang Y, Zheng Z G 2009 Acta Phys. Sin. 58 4426 (in Chinese) [马晓娟、王延、郑志刚 2009 58 4426]
[14]	Hennig D, Schimansky-Geier L 2008 Physica A 387 967
[15]	Li Y, Lü L, Luan L 2009 Acta Phys. Sin. 58 4463 (in Chinese)[李岩、吕翎、栾玲 2009 58 4463]
[16]	Gao Y, Li L X, Peng H P, Yang Y X, Zhang X H 2008 Acta Phys. Sin. 57 2081 (in Chinese) [高洋、李丽香、彭海朋、杨义先、张小红 2008 57 2081]
[17]	Wu C W, Chua L O 1995 IEEE Trans. Circuits Syst. Ⅰ 42 430
[18]	Gade P M, Hu C K 2000 Phys. Rev. E 62 6409
[19]	Wang X F, Chen G R 2002 J. Bifur. Chaos 12 187
[20]	Checco P, Biey M, Kocarev L 2008 Chaos Soliton. Fract. 35 562
[21]	Timme M, Wolf F, Geisel T 2004 Phys. Rev. Lett. 92 74101
[22]	He G M, Yang J Y 2008 Chaos Soliton. Fract. 38 1254
[23]	Hung Y C, Huang Y T, Ho M C, Hu C K 2008 Phys. Rev. E 77 16202
[24]	Lü J H, Yu X H, Chen G R 2004 Physica A 334 281
[25]	Lü L 2000 Nonlinear Dynamics and Chaos (Dalian: Dalian Publishing House) (in Chinese) [吕翎 2000 非线性动力学与混沌 (大连: 大连出版社)]
[26]	Malchow H, Radtke B, Kallache M, Medvinsky A B, Tikhonov D A, Petrovskii S V 2000 Nonlinear Anal.: Real. World Appl. 1 53

施引文献

[1]	Watts D J, Strogatz S H 1998 Nature 393 440
[2]	Albert R, Jeong H, Barabsi A L 1999 Nature 401 130
[3]	Adamic L A, Huberman B A 2000 Science 287 2115
[4]	Newman M E J, Strogatz S H, Watts D J 2001 Phys. Rev. E 64 26118
[5]	Stelling J, Klamt S, Bettenbrock K, Schuster S, Gilles E D 2002 Nature 420 190
[6]	Strogatz S H 2001 Nature 410 268
[7]	Ravasz E, Barabsi A L 2003 Phys. Rev. E 67 26112
[8]	Vzquez A, Pastor-Satorras R, Vespignani A 2002 Phys. Rev. E 65 66130
[9]	Huang L, Kwangho P, Lai Y C, Yang L, Yang K Q 2006 Phys. Rev. Lett. 97 164101
[10]	Zhang R, Hu A H, Xu Z Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 6851 (in Chinese)[张荣、胡爱花、徐振源 2007 56 6851]
[11]	Lü L, Xia X L 2009 Acta Phys. Sin. 58 814 (in Chinese) [吕翎、夏晓岚 2009 58 814]
[12]	Lü L, Chai Y, Luan L 2010 Chin.Phys. B 19 080506
[13]	Ma X J, Wang Y, Zheng Z G 2009 Acta Phys. Sin. 58 4426 (in Chinese) [马晓娟、王延、郑志刚 2009 58 4426]
[14]	Hennig D, Schimansky-Geier L 2008 Physica A 387 967
[15]	Li Y, Lü L, Luan L 2009 Acta Phys. Sin. 58 4463 (in Chinese)[李岩、吕翎、栾玲 2009 58 4463]
[16]	Gao Y, Li L X, Peng H P, Yang Y X, Zhang X H 2008 Acta Phys. Sin. 57 2081 (in Chinese) [高洋、李丽香、彭海朋、杨义先、张小红 2008 57 2081]
[17]	Wu C W, Chua L O 1995 IEEE Trans. Circuits Syst. Ⅰ 42 430
[18]	Gade P M, Hu C K 2000 Phys. Rev. E 62 6409
[19]	Wang X F, Chen G R 2002 J. Bifur. Chaos 12 187
[20]	Checco P, Biey M, Kocarev L 2008 Chaos Soliton. Fract. 35 562
[21]	Timme M, Wolf F, Geisel T 2004 Phys. Rev. Lett. 92 74101
[22]	He G M, Yang J Y 2008 Chaos Soliton. Fract. 38 1254
[23]	Hung Y C, Huang Y T, Ho M C, Hu C K 2008 Phys. Rev. E 77 16202
[24]	Lü J H, Yu X H, Chen G R 2004 Physica A 334 281
[25]	Lü L 2000 Nonlinear Dynamics and Chaos (Dalian: Dalian Publishing House) (in Chinese) [吕翎 2000 非线性动力学与混沌 (大连: 大连出版社)]
[26]	Malchow H, Radtke B, Kallache M, Medvinsky A B, Tikhonov D A, Petrovskii S V 2000 Nonlinear Anal.: Real. World Appl. 1 53

[1]	颜森林. 激光局域网络的混沌控制及并行队列同步. , 2021, 70(8): 080501. doi: 10.7498/aps.70.20201251
[2]	李雨珊, 吕翎, 刘烨, 刘硕, 闫兵兵, 常欢, 周佳楠. 复杂网络时空混沌同步的Backstepping设计. , 2013, 62(2): 020513. doi: 10.7498/aps.62.020513
[3]	张新, 吕翎, 范鑫, 吕娜. 时空混沌系统参量辨识律的设计与投影同步研究. , 2012, 61(15): 150507. doi: 10.7498/aps.61.150507
[4]	吴望生, 唐国宁. 不同耦合下混沌神经元网络的同步. , 2012, 61(7): 070505. doi: 10.7498/aps.61.070505
[5]	都琳, 徐伟, 许勇, 王亮. 噪声诱导的二维复时空系统的同步研究. , 2012, 61(5): 050504. doi: 10.7498/aps.61.050504
[6]	吕翎, 柳爽, 张新, 朱佳博, 沈娜, 商锦玉. 节点结构互异的复杂网络的时空混沌反同步. , 2012, 61(9): 090504. doi: 10.7498/aps.61.090504
[7]	吕翎, 李钢, 徐文, 吕娜, 范鑫. 复Ginzburg-Landau方程时空混沌的网络同步与参量辨识. , 2012, 61(6): 060507. doi: 10.7498/aps.61.060507
[8]	吕翎, 孟乐, 郭丽, 邹家蕊, 杨明. 激光时空混沌模型的加权网络投影同步. , 2011, 60(3): 030506. doi: 10.7498/aps.60.030506
[9]	吕翎, 李钢, 张檬, 李雨珊, 韦琳玲, 于淼. 全局耦合网络的参量辨识与时空混沌同步. , 2011, 60(9): 090505. doi: 10.7498/aps.60.090505
[10]	李春彪, 胡文. 改进恒Lyapunov指数谱混沌系统的同步方法与特性研究. , 2010, 59(2): 801-815. doi: 10.7498/aps.59.801
[11]	吕翎, 李钢, 商锦玉, 沈娜, 张新, 柳爽, 朱佳博. 最近邻耦合网络的时空混沌同步研究. , 2010, 59(9): 5966-5971. doi: 10.7498/aps.59.5966
[12]	吕翎, 李岩. 不确定自催化反应扩散时空混沌系统的延时同步. , 2009, 58(1): 131-138. doi: 10.7498/aps.58.131
[13]	李岩, 吕翎, 栾玲. 环形加权网络的时空混沌延迟同步. , 2009, 58(7): 4463-4468. doi: 10.7498/aps.58.4463
[14]	吕翎, 张超. 一类节点结构互异的复杂网络的混沌同步. , 2009, 58(3): 1462-1466. doi: 10.7498/aps.58.1462
[15]	敬晓丹, 吕翎. 非线性耦合完全网络的时空混沌同步. , 2009, 58(11): 7539-7543. doi: 10.7498/aps.58.7539
[16]	胡建兵, 韩焱, 赵灵冬. 基于Lyapunov方程的分数阶混沌系统同步. , 2008, 57(12): 7522-7526. doi: 10.7498/aps.57.7522
[17]	吕翎, 李钢, 柴元. 单向耦合映象格子的时空混沌同步. , 2008, 57(12): 7517-7521. doi: 10.7498/aps.57.7517
[18]	贾飞蕾, 徐伟. 一类参数不确定混沌系统的延迟同步. , 2007, 56(6): 3101-3106. doi: 10.7498/aps.56.3101
[19]	王占山, 张化光, 王智良. 一类混沌神经网络的全局同步. , 2006, 55(6): 2687-2693. doi: 10.7498/aps.55.2687
[20]	张旭, 沈柯. 时空混沌的单向耦合同步. , 2002, 51(12): 2702-2706. doi: 10.7498/aps.51.2702

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