Для цитирования:
Варварин Е. М., Осипов Г. В. Синхронизация и десинхронизация в ансамблях мобильных агентов // Известия вузов. ПНД. 2026. Т. 34, вып. 1. С. 68-83. DOI: 10.18500/0869-6632-003199, EDN: LSIHYF
Синхронизация и десинхронизация в ансамблях мобильных агентов
Цель настоящего исследования в анализе механизмов влияния и разрушения, а также характеристик синхронного и асинхронного режимов поведения ансамблей (роев) взаимодействующих мобильных агентов, двигающихся согласно хаотическим фазовым траекториям Рёсслера и Лоренца.
Методы. Одним из основных способов получения синхронной хаотической динамики является эффект хаотической фазовой синхронизации – процесс установления одинаковой усредненной частоты колебаний и ограниченной по модулю разности фаз при наличии достаточно сильной связи. Для моделирования и получения результатов используются различные методы численного интегрирования систем дифференциальных уравнений.
Результаты. На примере ансамблей взаимодействующих мобильных агентов, траектории движения которых подчиняются системам Рёсслера и Лоренца в хаотических режимах, было рассмотрено влияние различных видов неоднородностей на коллективную динамику. Была продемонстрирована возможность организации последовательного, параллельного движений агентов и организации различных топологических конфигураций роя агентов при определенном выборе структуры неоднородности. Рассмотрена длительность переходных процессов к синхронному режиму в ансамблях мобильных агентов, движущихся по траекториям системы Рёсслера в различных режимах. Кроме того для случая хаотических аттракторов Рёсслера был предложен способ десинхронизации роя с помощью сильной фазовой расстройки.
Заключение. В работе продемонстрирована возможность синхронизации и десинхронизации ансамблей мобильных агентов.
- Liu Y., Bi M., Yuan T., Song J. Event-triggered consensus tracking for multiple agents with nonlinear dynamics // In: 2018 33rd Youth Academic Annual Conference of Chinese Association of Automation (YAC). 2018, Nanjing, China. P. 1055-1060. DOI: 10.1109/YAC.2018.8406527.
- Fujiwara N., Kurths J., Diaz-Guilera A. Synchronization in networks of mobile oscillators // Phys. Rev. E. 2011. Vol. 83. P. 025101. DOI: 10.1103/PhysRevE.83.025101.
- Gómez-Gardeñes J., Nicosia V., Sinatra R., Latora V. Motion-induced synchronization in metapopulations of mobile agents // Phys. Rev. E. 2013. Vol. 87. P. 032814. DOI: 10.1103/PhysRevE.87.032814.
- Perez-Diaz F., Zillmer R., Gro R. Control of synchronization regimes in networks of mobile interacting agents // Phys. Rev. Appl. 2017. Vol. 7, no. 5. P. 054002. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.7.054002.
- Wang J., Xu C., Feng J., Chen M. Z., Wang X., Zhao Y. Synchronization in moving pulse-coupled oscillator networks // IEEE Trans. Circuits Syst. I. 2015. Vol. 62, no. 10. P. 2544-2553. DOI: 10.1109/TCSI.2015.2477576.
- Uriu K., Ares S., Oates A. C., Morelli L. G. Dynamics of mobile coupled phase oscillators // Phys. Rev. E. 2013. Vol. 87. P. 032911. DOI: 10.1103/PhysRevE.87.032911.
- Mirollo R. E., Strogatz S. H. Synchronization of pulse-coupled biological oscillators // SIAM J. Appl. Math. 1990. Vol. 50. P. 1645-1662. DOI: 10.1137/0150098.
- Prignano L., Sagarra O., Díaz-Guilera A. Tuning synchronization of integrate-and-fire oscillators through mobility // Phys. Rev. Lett. 2013. Vol. 110. P. 114101. DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.114101.
- Janagal L., Parmananda P. Synchronization in an ensemble of spatially moving oscillators with linear and nonlinear coupling schemes // Phys. Rev. E. 2012. Vol. 86. P. 056213. DOI: 10.1103/PhysRevE.86.056213.
- Wang L., Chen G. Synchronization of multi-agent systems with metric-topological interactions // Chaos. 2016. Vol. 26, no. 9. P. 094809. DOI: 10.1063/1.4955086.
- Sarkar S., Parmananda P. Synchronization of an ensemble of oscillators regulated by their spatial movement // Chaos. 2010. Vol. 20, no. 4. P. 043108. DOI: 10.1063/1.3496399.
- Rosenblum M. G., Pikovsky A. S., Kurths J. Phase synchronization of chaotic oscillators // Phys. Rev. Lett. 1996 Vol. 76, no. 11. P. 1804-1807. DOI: 10.1103/PhysRevLett.76.1804.
- Perez-Diaz F., Zillmer R., Gro R. Firefly-inspired synchronization in swarms of mobile agents // In: Proceedings of the 14th InternationalConference on Autonomous Agents and MultiagentSystems (AAMAS 2015). 4-8 May, 2015, Istanbul, Turkey. P. 279-286.
- Kim B., Do Y., Lai Y. C. Emergence and scaling of synchronization in moving-agent networks with restrictive interactions // Phys. Rev. E. 2013. Vol. 88, no. 4. P. 042818. DOI: 10.1103/PhysRevE.88.042818.
- Majhi S., Ghosh D., Kurths J. Emergence of synchronization in multiplex networks of mobile Rössler oscillators // Phys. Rev. E. 2019. Vol. 99. P. 012308. DOI: 10.1103/PhysRevE.99.012308.
- Wang L., Xue P., Kong Z., Wang X. Locally and globally exponential synchronization of moving agent networks by adaptive control // Journal of Applied Mathematics. 2013. Vol. 2013. P. 241930. DOI: 10.1155/2013/241930.
- Левин В. A., Осипов Г. В. Управление движением группы мобильных роботов // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42, № 6. С. 42-48.
- Osipov G. V., Hu B., Zhou C., Kurts J. Three types of transitions to phase synchronization in coupled chaotic oscillators // Phys. Rev. Lett. 2003. Vol. 91, no. 2. P. 024101. DOI: 10.1103/PhysRevLett.91.024101.
- Stankevich N. Stabilization and complex dynamics initiated by pulsed force in the Rössler system near saddle-node bifurcation // Nonlinear Dyn. 2024. Vol. 112. P. 2949-2967. DOI: 10.1007/s11071-023-09183-2.
- Rosenblum M. G., Pikovsky A. S., Kurths J. From phase to lag synchronization in coupled chaotic oscillators // Phys. Rev. Lett. 1997. Vol. 78. P. 4193-4196. DOI: 10.1103/PhysRevLett.78.4193.
- Короновский А. А., Москаленко О. И., Храмов А. Е. Новый тип универсальности при хаотической синхронизации динамических систем // Письма в ЖЭТФ 2004. Т. 80, № 1. C. 25-28.
- Osipov G. V., Pikovsky A. S., Rosenblum M. G., Kurts J. Phase synchronization effects in a lattice of nonidentical Rössler oscillators // Phys. Rev. E. 1997. Vol. 55, no. 3. P. 2353-2361. DOI: 10.1103/PhysRevE.55.2353.
- Варварин Е. М., Осипов Г. В. Синхронизация и управление движением ансамбля мобильных агентов // Письма в ЖТФ 2024. Т. 50, № 13. C. 39-42. DOI: 10.61011/PJTF.2024.13.58167.19836.
- Osipov G. V., Kurts J., Zhou C. Synchronization in Oscillatory Networks. Berlin: Springer, 2007. 370 p. DOI: 10.1007/978-3-540-71269-5.
- 477 просмотров