Lyapunov exponents of systems with noise and fluctuating parameters.

Abstract

This paper deals with the problem of determination of Lyapunov exponents in dynamical systems with noise or fluctuating parameters. The method for identifying the character of motion in such systems is proposed. This approach is based on the phenomenon of complete synchro- nization in double-oscillator systems via diagonal, master-slave coupling between them. The idea of effective Lyapunov exponents is introduced for quantifying the local stability in the presence of noise. Examples of the method application and its comparison with bifurcation diagrams representing the system dynamics are demonstrated. Finally, the pro- perties of the method are discussed.

Niniejszy artykuł dotyczy problemu wyznaczania wykładników Lapunowa układów dynamicznych z szumem lub zmiennymi w czasie parametrami. Zawiera on propozycję nowej metody identyfikacji charakteru ruchu tych układów, która wykorzystuje zjawisko synchronizacji kompletnej dwóch oscylatorów połączonych jednokierunkowym diagonalnym sprzężeniem. Istotą proponowanej metody są tzw. efektywne wykładniki Lapunowa, które są miarą lokalnej stateczności układu dynamicznego w obecności szumu lub zaburzenia. W artykule przedstawiono zastosowanie efektywnych wykładników Lapunowa na przykładzie zaburzonego oscylatora typu Duffinga w zestawieniu z jego analizą bifurkacyjną. We wnioskach zawarto dyskusję własności proponowanej metody.