耦合振子系统中振幅包络同相同步向反相同步的转变

摘要：

耦合振子系统的振幅包络同步行为反映了耦 合 振 子 系 统 幅 度 与 相 位 的 相 互 作 用 . 在 吸 引 耦 合 神 经 元 振子系统中引入排斥耦合作用 ,耦合系统的振幅包络会随着排斥耦合作用的增加从同相 同 步 向 反 相 同 步 转 变 . 对 于 给定的吸引耦合神经元振子 , 随着引入的排斥耦合强度增加 ,耦合神经元振子的振幅包络之间的相位差会先从 0 耦 合系统中的同步是由于振子之间的相互作用而使整个动力学系统趋于相同的集群动力学现象. 随着研究的不断深入 ，增加至 π,然后又由 π 开始减小 . 同时 ,振幅包络的幅值会随排斥耦合强度的增加先减小后增加 ,存在一个使振幅包 络的幅度达到最小值的排斥耦合强度 . 吸引与排斥耦合竞争引起的振幅包络从同相同步向反相同步转变过程也可 以在引入时间尺度的耦合 Stuart-Landau振子中产生 ,具有普适性 . 该研究不仅可以丰富振幅包 络 的 相 关 动 力 学 研 究 ,还有助于理解脑信息处理和传递过程 .

Envelope synchronization behaviorofcoupled oscillatorsystem reflects the interaction between amplitude and phase ofcoupled oscillatorsystem. Introducing a repulsivecoupling interaction in attractively coupled neuron oscillatorsystem ,  the amplitude envelope of coupled system will transit from in-phase to anti-phase synchronization as the repulsive coupling strength increases. As a given attractively coupled strength, the phase difference between amplitude envelopes ofcoupled neu- ron oscillators increasefrom 0 to π and then decreasewith the incrementofrepulsivecoupling strength. Meanwhile, the ampli- tude ofamplitude envelope willfirstdecrease and then increase with the incrementofrepulsive coupling strength, and there is a repulsive coupling strength that minimized the amplitude of amplitude envelope. The transition from in-phase to anti-phase synchronization ofamplitude envelope is induced by the competition ofattractive and repulsive coupling can also be obtained in coupled Stuart-Landau oscillators with differenttime-scales. This study is not only of great significance to enrich the relevant dynamics study ofamplitude envelope, butalso the basis and keyto studythe processing and transmitting information in brain science.

作者：

刘维清 ,石世嫔

Liu Weiqing, ShiShipin

机构地区：

江西理工大学理学院 

引用本文：

刘维清 ,石世嫔 . 耦合振子系统中振幅包络 同 相 同 步 向 反 相 同 步 的 转 变[J] . 河 南 师 范 大 学 学 报(自 然 科 学 版) ,  2024,52(5) :43-50. 

Liu Weiqing,ShiShipin. Amplitude envelopetransition from in-phaseto anti-phasesynchro- nization in coupled oscillators system[J] . Journal of Henan Normal University(Natural Science Edition) ,2024,  52(5) :43-50. DOI:10. 16366/j. cnki.1000-2367. 2023. 12. 08. 0001. 

基金：

国家自然科学基金;江西省科技厅重点资助项目

关键词：

振幅包络 ; 吸引耦合 ;排斥耦合 ; 时间尺度 ;相同步 ;反相同步

amplitude envelope; attractive coupling; repulsive coupling; time scale; phase synchronization; anti-phase synchronization

分类号：

O415. 3 

耦合振子系统中振幅包络同相同步向反相同步的转变.pdf