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周期调制噪声驱动的具质量涨落的欠阻尼谐振子的随机共振
  • ISSN号:0490-6756
  • 期刊名称:《四川大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:O29[理学—应用数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]四川大学数学学院,成都610064, [2]电子信息控制重点实验室,成都610064
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金(11401405);电子信息控制重点实验室基金(JG2013035);国家自然科学基金青年基金(11301361).
中文摘要:

本文研究了周期调制噪声驱动的具有质量涨落的欠阻尼谐振子的随机共振,其中的振子质量的涨落为对称双态噪声而内噪声为高斯噪声.通过Shapiro—Loginov公式和Laplace变换,本文得到了系统稳态响应的一阶矩的解析表达式,接着利用Routh—Hurwitz判据推导了系统响应的一阶矩的稳定性条件,进而通过数值仿真研究了系统响应的一阶矩与系统各参数间的依赖关系.仿真结果表明稳态响应振幅与周期输入信号频率、涨落噪声参数及系统固有参数均呈非单调变化关系,模型出现真实共振、广义随机共振和参数诱导共振等丰富的随机共振现象.进而,本文的研究还表明质量涨落噪声和周期信号调制噪声的相互协作将导致系统的一些新的共振效应出现,比如关于系统稳态响应振幅与驱动频率的双峰共振及关于某些噪声参数的单谷共振行为.

英文摘要:

In this paper, stochastic resonance of an underdamped harmonic oscillator with random mass and driven by periodic modulated noise is investigated. The fluctuation of oscillator mass is modeled by a dichotomous noise while the internal noise is assumed to be Gaussian. Using the Shapiro-Loginov formu- la and the Laplace transform technique, exact expressions of first moment of the steady-state response and output of the system are presented. Then some simulations are implemented to study the dependence of long-time behavior of the first moment on variety of the system parameters. It is shown that the out- put amplitude non-monotonically depends on the signal frequency, the noise parameters and the system parameters, which indicates the occurrences of bona fide stochastic resonance, generalized stochastic resonance and parameter-induced stochastic resonance. Furthermore, based on the exact expressions it is demonstrated that interplay of the mass fluctuation and the periodic modulated noise can generate some novel cooperation effects, such as double-peak resonance as well as one-valley resonance.

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期刊信息
  • 《四川大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家教育部
  • 主办单位:四川大学
  • 主编:刘应明
  • 地址:成都九眼桥望江路29号
  • 邮编:610064
  • 邮箱:
  • 电话:028-85410393 85412393
  • 国际标准刊号:ISSN:0490-6756
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1595/N
  • 邮发代号:62-127
  • 获奖情况:
  • 国家“双效”期刊,四川省十佳科技期刊,教育部全国高校优秀学报二等奖(1995,1999),四川省科技优秀期刊一等奖(1996,2000)
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:10542