Öbek Eşzamanlılığın Nedensellik Entropisi ile Belirlenmesi

Kaotik sistemler birbirine durum değişkenleri üzerinden bağlandığında uygun şartlarda öbek eşzamanlılık gerçekleştirebileceği bilinmektedir. Sürekli zamanlı sistemlerden oluşan böyle bir ağda örneklenmiş gözlem vektörleri kullanılarak ağın içindeki öbeklerin belirlenmesi problemi ele alınmıştır. Buna ek olarak; ağ içerisinde bağlantı şiddetinin değişmesi sonucu yeni öbekler oluşursa öbeklerin yeniden belirlenebileceği ön görülmektedir. Öbek eşzamanlılığın belirlenmesi için bilgi kuramı ölçütlerinden biri olan nedensellik entropisi ölçütünün kestirimleri yapılmıştır. Bu ölçüt aynı ya da farklı öbekte olan kaotik sistemleri birbirinden ayrıştırmaktadır. 

Detection of Cluster Synchronization via Causation Entropy

When chaotic systems are coupled to each other through state variables, the cluster synchronization can occur in the proper circumstances. The problem of detection of cluster synchronization by using observation samples has been investigated in a coupled continuous time chaotic network. If the coupling strengths of this network change, the network can form new clusters. The detection of clusters has been also determined in case of rearranging clusters. In order to detect cluster synchronization,  the causation entropy has been estimated from observation vectors. This measure has been shown to distinguish the systems forming in the network. 

___

  • Strogatz, S. H. 2015. Nonlinear Dynamics and Chaos: with applications to physics, biology, chemistry, and engineering. 2nd edition. CRC Press, 532 s. DOI: 10.1201/9780429492563
  • Pecora L. M., Carroll T. L. 1990. Synchronization in chaotic systems Phys. Rev. Lett., Cilt. 64 (8), s. 821–824. DOI: 10.1103/PhysRevLett.64.821
  • Pecora, L. M., Carroll, T. L., Johnson, G. A., Mar, D. J., Heagy, J. F. 1997. Fundamentals of synchronization in chaotic systems, concepts, and applications. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Cilt. 7(4), s. 520-543. DOI: 10.1063/1.166278
  • Boccaletti, S., Kurths, J., Osipov, G., Valladares, D. L., Zhou, C. S. 2002. The synchronization of chaotic systems. Physics reports, Cilt. 366(1-2), s. 1-101. DOI: 10.1016/S0370-1573(02)00137-0
  • Hasler, M. 1995. Engineering chaos for encryption and broadband communication. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, Cilt. 353(1701), s. 115-126. DOI:10.1098/rsta.1995.0094
  • Li, C., Chen, L., Aihara, K. 2007. Stochastic synchronization of genetic oscillator networks. BMC Systems Biology, Cilt. 1(1), s. 1-6. DOI: 10.1186/1752-0509-1-6
  • Rosenblum, M. G., Pikovsky, A. S., Kurths, J. 1996. Phase synchronization of chaotic oscillators. Physical review letters, Cilt. 76(11), s. 1804-1807. DOI: /10.1103/PhysRevLett.76.1804
  • Rosenblum, M. G., Pikovsky, A. S., Kurths, J. 1997. From phase to lag synchronization in coupled chaotic oscillators. Physical Review Letters, Cilt. 78(22), s. 4193-4196. DOI: 10.1103/PhysRevLett.78.4193
  • Hasler, M., Maistrenko, Y., Popovych, O. 1998. Simple example of partial synchronization of chaotic systems. Physical Review E, Cilt. 58(5), s. 6843-6846. DOI: 10.1103/PhysRevE.58.6843
  • Belykh, I., Belykh, V., Nevidin, K., Hasler, M. 2003. Persistent clusters in lattices of coupled nonidentical chaotic systems. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Cilt. 13(1), s. 165-178. DOI: 10.1063/1.1514202
  • Pecora, L. M., Sorrentino, F., Hagerstrom, A. M., Murphy, T. E., Roy, R. 2014. Cluster synchronization and isolated desynchronization in complex networks with symmetries.Nature communications, Cilt. 5, s. 1-8. DOI: 10.1038/ncomms5079
  • Sorrentino, F., Pecora, L. M., Hagerstrom, A. M., Murphy, T. E., Roy, R. 2016. Complete characterization of the stability of cluster synchronization in complex dynamical networks. Science advances, Cilt. 2(4), s. 1-8. DOI: 10.1126/sciadv.1501737
  • Qin, J., Ma, Q., Gao, H., Shi, Y., Kang, Y. 2017. On group synchronization for interacting clusters of heterogeneous systems. IEEE transactions on cybernetics, Cilt. 47(12), s. 4122-4133. DOI: 10.1109/TIE.2017.2711573
  • Belykh, V. N., Belykh, I. V., Hasler, M. 2000. Hierarchy and stability of partially synchronous oscillations of diffusively coupled dynamical systems. Physical Review E, Cilt. 62(5), s. 6332-6344. DOI: 10.1103/PhysRevE.62.6332
  • Belykh, V. N., Osipov, G. V., Petrov, V. S., Suykens, J. A., Vandewalle, J. 2008. Cluster synchronization in oscillatory networks. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Cilt. 18(3), 037106. DOI: 10.1063/1.2956986
  • Belykh, I., Belykh, V., Hasler, M. 2006. Generalized connection graph method for synchronization in asymmetrical networks. Physica D: Nonlinear Phenomena, Cilt. 224(1-2), s. 42-51. DOI: 10.1016/j.physd.2006.09.014
  • Belykh, V. N., Belykh, I. V., Hasler, M., Nevidin, K. V. 2003. Cluster synchronization in three-dimensional lattices of diffusively coupled oscillators. International Journal of Bifurcation and Chaos, Cilt. 13(04), s. 755-779. DOI: 10.1142/S0218127403006923
  • Ma, Z., Liu, Z., Zhang, G. 2006. A new method to realize cluster synchronization in connected chaotic networks. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Cilt. 16(2), 023103. DOI: 10.1063/1.2184948
  • Lu, W., Liu, B., Chen, T. 2010. Cluster synchronization in networks of coupled nonidentical dynamical systems. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, Cilt. 20(1), 013120. DOI:10.1063/1.3329367
  • Kreuz, T., Mormann, F., Andrzejak, R. G., Kraskov, A., Lehnertz, K., Grassberger, P. (2007). Measuring synchronization in coupled model systems: A comparison of different approaches. Physica D: Nonlinear Phenomena, Cilt. 225(1), s. 29-42. DOI: 10.1016/j.physd.2006.09.039
  • Paluš, M., Komárek, V., Hrnčíř, Z., Štěrbová, K. 2001. Synchronization as adjustment of information rates: detection from bivariate time series. Physical Review E, Cilt. 63(4), 046211. DOI: 10.1103/PhysRevE.63.046211
  • Bollt, E. M. 2012. Synchronization as a process of sharing and transferring information. International Journal of Bifurcation and Chaos, Cilt. 22(11), 1250261. DOI: 10.1142/S0218127412502616
  • Sun, J., Bollt, E. M. (2014). Causation entropy identifies indirect influences, dominance of neighbors and anticipatory couplings. Physica D: Nonlinear Phenomena, Cilt. 267, s. 49-57. DOI: 10.1016/j.physd.2013.07.001
  • Singh, H., Misra, N., Hnizdo, V., Fedorowicz, A., Demchuk, E. 2003. Nearest neighbor estimates of entropy. American journal of mathematical and management sciences, Cilt. 23(3-4), s. 301-321. DOI: 10.1080/01966324.2003.10737616
  • Takens, F. 1981. Detecting strange attractors in turbulence. ss 366-381. Dynamical systems and turbulence, Warwick 1980. Springer, Berlin, Heidelberg.
  • Shilnikov, L. P. (2001). Methods of qualitative theory in nonlinear dynamics Cilt. 5, s. 403, World Scientific. DOI: 10.1142/4221
  • Belykh, I., Hasler, M., Lauret, M., Nijmeijer, H., 2005. Synchronization and graph topology. International Journal of Bifurcation and Chaos, Cilt. 15(11), s. 3423-3433. DOI: 10.1142/S0218127405014143
  • Belykh, V. N., Belykh, I. V., Hasler, M., 2004. Connection graph stability method for synchronized coupled chaotic systems. Physica D: nonlinear phenomena, Cilt. 195(1-2), s. 159-187. DOI: 10.1016/j.physd.2004.03.012
  • Strogatz, S. H. 2001. Exploring complex networks. Nature, Cilt. 410(6825), s. 268-276. DOI: 10.1038/35065725
  • Abarbanel, H. 2012. Analysis of observed chaotic data. Springer Science and Business Media. 272 s.
  • Cover, T. M., & Thomas, J. A., 2012. Elements of information theory. John Wiley & Sons. 2nd edition, 748 s.
  • Kraskov, A., Stögbauer, H., Grassberger, P. (2004). Estimating mutual information. Physical review E, Cilt. 69(6), 066138. DOI: 10.1103/PhysRevE.69.066138
  • Zhu, J., Bellanger, J. J., Shu, H., Le Bouquin Jeannès, R. 2015. Contribution to transfer entropy estimation via the k-nearest-neighbors approach. Entropy, Cilt. 17(6), s. 4173-4201. DOI: 10.3390/e17064173
  • Lorenz, E. N., 1963. Deterministic nonperiodic flow. Journal of the atmospheric sciences, Cilt. 20(2), s. 130-141. DOI: 10.1175/1520-0469(1963)020<0130:DNF>2.0.CO;2
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi-Cover
  • ISSN: 1302-9304
  • Yayın Aralığı: Yılda 3 Sayı
  • Başlangıç: 1999
  • Yayıncı: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

R290(Propan) ve R600(N-Bütan) Soğutucu Akışkanların Kullanıldığı Ardışık İki Kademeli (Kaskad) Bir Soğutma Sisteminin Optimum Çalışma Parametrelerinin Belirlenmesi

HALİL ATALAY

Yeraltı Deformasyonlarının Belirlenmesi Amacıyla KOrtalamalar Kümeleme Algoritması Kullanılarak Kesit Model Geliştirilmesi

MEHMET VOLKAN ÖZDOĞAN

Bessel ve Airy Denklemleri

Almazbek ISAEV

Ariyet Ocağında Kontrollü Patlatmalarla İlgili Bir Çalışma

VEHBİ ÖZACAR

Doluluk Oranının 3B Yazıcıda Üretilen TPU ve TPE Numunelerinin Mekanik Özellikleri Üzerine Etkilerinin İncelenmesi

HATİCE EVLEN

Çevresel Kirleticilere Karşı Kuyu Koruma Alanının Parçacık Taşınımı ile Değerlendirilmesi: Menderes (İzmir) Örneği

Celalettin ŞİMŞEK, Nurcihan TAŞKIN, Murat ÖZDAYI, VEHBİ ÖZACAR, Feride ÖZYOL

İnsansız Görüntüleme Sistemleri ile Elde Edilen Sayısal Yüzey Modellerinin Mermer Madenciliğinde Kullanımı

METE KUN, Özgür GÜLER

Zamanda Sürekli ve Süreksiz Yeraltısuyu Kot, Sıcaklık ve Özgül Elektriksel İletkenlik Verileri Işığında Demre Kıyı Akiferinde (Antalya) Yeraltısuyu Akım Dinamiği

PINAR AVCI, CELAL SERDAR BAYARI, NACİYE NUR ÖZYURT

Dijital Baskılı Kumaşlarda Kuruma Davranışı Üzerine Deneysel Bir Çalışma

Şehpal ÖZDEMİR, FÜSUN DOBA KADEM

Geliştirilmiş Benzetilmiş Tavlama Algoritması Kullanılarak Minimum Fiyat, Minimum Ağırlık ve Maksimum Doğal Frekans Açısından Hibrit Grafit-Keten/Epoksi Tabakalı Kompozitlerin Optimum Tasarımı

LEVENT AYDIN, MELİH SAVRAN