• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

循环流与振荡网络中的多稳定性。

Cycle flows and multistability in oscillatory networks.

机构信息

Network Dynamics, Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPIDS), 37077 Göttingen, Germany.

Forschungszentrum Jülich, Institute for Energy and Climate Research - Systems Analysis and Technology Evaluation (IEK-STE), 52425 Jülich, Germany.

出版信息

Chaos. 2017 Aug;27(8):083123. doi: 10.1063/1.4994177.

DOI:10.1063/1.4994177
PMID:28863499
Abstract

We study multistability in phase locked states in networks of phase oscillators under both Kuramoto dynamics and swing equation dynamics-a popular model for studying coarse-scale dynamics of an electrical AC power grid. We first establish the existence of geometrically frustrated states in such systems-where although a steady state flow pattern exists, no fixed point exists in the dynamical variables of phases due to geometrical constraints. We then describe the stable fixed points of the system with phase differences along each edge not exceeding π/2 in terms of cycle flows-constant flows along each simple cycle-as opposed to phase angles or flows. The cycle flow formalism allows us to compute tight upper and lower bounds to the number of fixed points in ring networks. We show that long elementary cycles, strong edge weights, and spatially homogeneous distribution of natural frequencies (for the Kuramoto model) or power injections (for the oscillator model for power grids) cause such networks to have more fixed points. We generalize some of these bounds to arbitrary planar topologies and derive scaling relations in the limit of large capacity and large cycle lengths, which we show to be quite accurate by numerical computation. Finally, we present an algorithm to compute all phase locked states-both stable and unstable-for planar networks.

摘要

我们研究了在 Kuramoto 动力学和摆振方程动力学下,相位振荡器网络中锁定状态的多稳定性——这是一种研究交流电力网格粗粒度动力学的流行模型。我们首先在这样的系统中建立了几何上受挫状态的存在性——尽管存在稳定的流型,但由于几何约束,在相位的动态变量中不存在固定点。然后,我们根据沿每个边缘的相位差不超过π/2 的循环流(每个简单循环的恒定流)来描述系统的稳定固定点,而不是相位角或流。循环流形式主义允许我们计算环形网络中固定点数量的紧上限和下限。我们表明,长基本周期、强边权重以及自然频率(对于 Kuramoto 模型)或功率注入(对于电网振荡器模型)的空间均匀分布导致此类网络具有更多的固定点。我们将这些边界中的一些推广到任意平面拓扑,并在大容量和大周期长度的极限下推导出标度关系,我们通过数值计算表明这些关系非常准确。最后,我们提出了一种算法来计算平面网络的所有锁定状态——包括稳定和不稳定状态。

相似文献

1
Cycle flows and multistability in oscillatory networks.循环流与振荡网络中的多稳定性。
Chaos. 2017 Aug;27(8):083123. doi: 10.1063/1.4994177.
2
Multistability in lossy power grids and oscillator networks.有损耗电网和振荡器网络中的多稳定性。
Chaos. 2019 Dec;29(12):123119. doi: 10.1063/1.5122739.
3
Multistability of twisted states in non-locally coupled Kuramoto-type models.非局域耦合 Kuramoto 型模型中扭曲态的多稳定性。
Chaos. 2012 Mar;22(1):013114. doi: 10.1063/1.3677365.
4
Order parameter allows classification of planar graphs based on balanced fixed points in the Kuramoto model.序参量允许基于Kuramoto模型中的平衡不动点对平面图进行分类。
Phys Rev E. 2019 May;99(5-1):052308. doi: 10.1103/PhysRevE.99.052308.
5
Rare slips in fluctuating synchronized oscillator networks.波动同步振荡器网络中的罕见失误。
Chaos. 2018 Jul;28(7):071106. doi: 10.1063/1.5041377.
6
Coarse graining the dynamics of heterogeneous oscillators in networks with spectral gaps.通过频谱间隙对网络中异质振荡器的动力学进行粗粒化处理。
Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys. 2011 Sep;84(3 Pt 2):036708. doi: 10.1103/PhysRevE.84.036708. Epub 2011 Sep 21.
7
Multistability and anomalies in oscillator models of lossy power grids.有损电网振荡模型中的多稳定性与异常现象。
Nat Commun. 2022 Sep 6;13(1):5238. doi: 10.1038/s41467-022-32931-8.
8
Emergent Spaces for Coupled Oscillators.耦合振荡器的涌现空间。
Front Comput Neurosci. 2020 May 12;14:36. doi: 10.3389/fncom.2020.00036. eCollection 2020.
9
Enhancing power grid synchronization and stability through time-delayed feedback control.通过时滞反馈控制增强电网同步和稳定性。
Phys Rev E. 2019 Dec;100(6-1):062306. doi: 10.1103/PhysRevE.100.062306.
10
Multiple-node basin stability in complex dynamical networks.复杂动态网络中的多节点盆地稳定性
Phys Rev E. 2017 Mar;95(3-1):032317. doi: 10.1103/PhysRevE.95.032317. Epub 2017 Mar 16.

引用本文的文献

1
Deeper but smaller: Higher-order interactions increase linear stability but shrink basins.更深但更小:高阶相互作用增加线性稳定性但缩小吸引域。
Sci Adv. 2024 Oct 4;10(40):eado8049. doi: 10.1126/sciadv.ado8049. Epub 2024 Oct 2.
2
Analysis of Vulnerability on Weighted Power Networks under Line Breakdowns.线路故障下加权电力网络的脆弱性分析
Entropy (Basel). 2022 Oct 11;24(10):1449. doi: 10.3390/e24101449.
3
Dual communities in spatial networks.空间网络中的双重社区。
Nat Commun. 2022 Dec 3;13(1):7479. doi: 10.1038/s41467-022-34939-6.
4
Multistability and anomalies in oscillator models of lossy power grids.有损电网振荡模型中的多稳定性与异常现象。
Nat Commun. 2022 Sep 6;13(1):5238. doi: 10.1038/s41467-022-32931-8.
5
CycFlowDec: A Python module for decomposing flow networks using simple cycles.CycFlowDec:一个使用简单循环分解流网络的Python模块。
SoftwareX. 2021 Jun;14. doi: 10.1016/j.softx.2021.100676. Epub 2021 Feb 24.
6
Network-induced multistability through lossy coupling and exotic solitary states.通过有损耦合和奇异孤子态实现网络诱导的多稳定性。
Nat Commun. 2020 Jan 30;11(1):592. doi: 10.1038/s41467-020-14417-7.
7
Dynamically induced cascading failures in power grids.电网中的动态诱发级联故障。
Nat Commun. 2018 May 17;9(1):1975. doi: 10.1038/s41467-018-04287-5.