Моделирование ансамблей нелинейных динамических систем в сверхширокополосных активных беспроводных прямохаотических сетях / Emulation of Ensembles of Nonlinear Dynamic Systems in Ultrawideband Active Wireless Direct Chaotic Networks

Андреев Ю.В. / Andreyev, Yu.V.
Московский физико-технический институт; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Московский физико-технический институт; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Герасимов М.Ю. / Gerasimov, M.Yu.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Дмитриев А.С. / Dmitriev, A.S.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Емельянов Р.Ю. / Yemelyanov, R.Yu.
Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН / RUS Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Выпуск в базе РИНЦ
Андреев Ю.В., Герасимов М.Ю., Дмитриев А.С., Емельянов Р.Ю. Моделирование ансамблей нелинейных динамических систем в сверхширокополосных активных беспроводных прямохаотических сетях // Физические основы приборостроения. 2018. Т. 7. № 3(29). С. 38–49. DOI: 10.25210/jfop-1803-038049
Andreyev, Yu.V., Gerasimov, M.Yu., Dmitriev, A.S., Yemelyanov, R.Yu. Emulation of Ensembles of Nonlinear Dynamic Systems in Ultrawideband Active Wireless Direct Chaotic Networks // Physical Bases of Instrumentation. 2018. Vol. 7. No. 3(29). P. 38–49. DOI: 10.25210/jfop-1803-038049

Аннотация: Рассмотрено использование активных беспроводных сетей как средства моделирования различных ансам- блей взаимодействующих нелинейных систем. Актив- ная беспроводная сеть представляет собой обобщен- ную многоэлементную процессорную беспроводную платформу, элементы которой взаимодействуют по радиоканалам. Узлы активной сети представлены в виде пары подсистем «приемопередатчик-актуатор». Микропроцессор актуатора решает уравнения моде- лируемой динамической системы, беспроводные пря- мохаотические приемопередатчики обеспечивают связь между динамическими системами в ансамбле.
Abstract: Active wireless networks are considered here as an instrument for modeling various ensembles of interacting nonlinear systems. Active wireless network is a generalized wireless multi-element processor platform, whose elements are coupled via radio channels. The nodes of the active network are composed of a pair «transmitter — actuator». Microprocessor unit of the actuator solves equations of the emulated dynamic system, whereas wireless direct chaotic transceivers provide connections between the dynamic systems of the ensemble.
Ключевые слова: дина- мический хаос, прямохаотическая передача информации, активная беспроводная сеть, многоэлементный ансамбль, распределенные вычисления, актуатор, моде- лирование, эмуляция, нелинейная динамическая система, ансамбль Курамото, вычислительная платформа, ultra-wideband signal, dynamic chaos, direct chaotic communications, active wireless network, multi- element ensemble, distributed computations, actuator, simulation, emulation, nonlinear dynamic system, Kuramoto ensemble, дина- мический хаос

Литература / References
  1. Chen, J., Johansson, K. H., Olariu, S., Paschalidis, I. C., and Stojmenovic, I. Guest editorial special issue on wireless sensor and actuator networks // IEEE Trans. Automatic Control. 2011. Vol. 57. No. 10. P. 2244.
  2. Chua, L., Yang, L. Cellular Neural Networks: Theory // IEEE Trans Circuits and Systems. 1988. Vol. 35. P. 1257.
  3. Chua, L., Yang, L. Cellular Neural Networks: Applications // IEEE Trans. Circuits and Systems. 1988. Vol. 35. P. 1273.
  4. Roska, T., Chua, L. The CNN Universal Machine: An Analogic Array Computer // IEEE Trans. Circuits and Systems-II. 1993. Vol. 40. P. 163.
  5. Haenggi, M. Distributed Sensor Networks: A Cellular Nonlinear Network Perspective // Int. J. Neural Systems. 2003. Vol. 13. No. 6. P. 405.
  6. Дмитриев А. С., Кяргинский Б. Е., Максимов Н. А., Панас А. И., Старков С. О. Перспективы создания прямоха- отических систем связи в радио и СВЧ диапазонах // Радиотехника. 2000. № 3. С. 9-20.
  7. Дмитриев А. С., Панас А. И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Изд. физ.-мат. литературы, 2002. 252 c.
  8. Дмитриев А. С., Ефремова Е. В., Лазарев В. А., Герасимов М. Ю. Сверхширокополосная беспроводная самоорга- низующаяся прямохаотическая сенсорная сеть // Успехи современной радиоэлектроники. 2013. № 3. С. 19-29.
  9. Kuramoto, Y. Self-entrainment of a population of coupled non-linear oscillators // Int. Symp. Mathematical Problems in Theoretical Physics. 1975. Vol. 39. P. 420
  10. Kuramoto, Y. Chemical oscillations, waves and turbulence. Springer-Verlag, Berlin, 1984.
  11. Winfree, A. The geometry of biological time. Springer, New York, 1980.
  12. Maistrenko, Y., Popovych, O., and Tass, P. Desynchronization and Chaos in the Kuramoto Model // Lecture notes in physics. 2005. No. 671. P. 285.
  13. Popovych, O. V., Maistrenko, Y. L., and Tass, P. A. Phase chaos in coupled oscillators // Phys. Rev. E. 2005. Vol. 71. No. 6. P. 065201.
  14. Abrams, D., Strogatz, S. Chimera states for coupled oscillators // Phys. Rev. Lett. 2004. Vol. 93. No. 17. P. 174102.
  15. Ermentrout, G. B. An adaptive model for synchrony in the firefly Pteroptyx malaccae // J. Math. Biol. 1991. Vol. 29. P. 571.
  16. Wiesenfeld, K., Colet, P., and Strogatz, S. H. Frequency locking in Josephson arrays: Connection with the Kuramoto model // Phys. Rev. E. 1998. Vol. 57. No. 2. P. 1563.
  17. Wang, W., Kiss, I. Z., and Hudson, J. L. Clustering of arrays of chaotic chemical oscillators by feedback and forcing // Phys. Rev. Lett., 2001. Vol. 86. No. 21. P. 4954.
  18. Tass, P. A. Phase resetting in medicine and biology. Springer, Berlin, 1999.
  19. Strogatz, S., Abrams, D. M., McRobie, A., et al. Theoretical mechanics: Crowd synchrony on the Millennium Bridge // Nature. 2005. Vol. 438. No. 7064. P. 43.
  20. Дмитриев А. С., Герасимов М. Ю., Емельянов Р. Ю., Ицков В. В. Моделирование ансамблей динамических систем в активных беспроводных сетях // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 1. С. 72.