view in publisher's site

Recurrence plots for the analysis of complex systems

Recurrence is a fundamental property of dynamical systems, which can be exploited to characterise the system's behaviour in phase space. A powerful tool for their visualisation and analysis called recurrence plot was introduced in the late 1980's. This report is a comprehensive overview covering recurrence based methods and their applications with an emphasis on recent developments. After a brief outline of the theory of recurrences, the basic idea of the recurrence plot with its variations is presented. This includes the quantification of recurrence plots, like the recurrence quantification analysis, which is highly effective to detect, e. g., transitions in the dynamics of systems from time series. A main point is how to link recurrences to dynamical invariants and unstable periodic orbits. This and further evidence suggest that recurrences contain all relevant information about a system's behaviour. As the respective phase spaces of two systems change due to coupling, recurrence plots allow studying and quantifying their interaction. This fact also provides us with a sensitive tool for the study of synchronisation of complex systems. In the last part of the report several applications of recurrence plots in economy, physiology, neuroscience, earth sciences, astrophysics and engineering are shown. The aim of this work is to provide the readers with the know how for the application of recurrence plot based methods in their own field of research. We therefore detail the analysis of data and indicate possible difficulties and pitfalls.

نمودارهای تکرار برای تجزیه و تحلیل سیستم‌های پیچیده

تکرار یک ویژگی اساسی از سیستم‌های دینامیکی است که می‌تواند برای مشخص کردن رفتار سیستم در فضای فاز مورد بهره‌برداری قرار گیرد. یک ابزار قدرتمند برای تجسم و تحلیل آن‌ها به نام نمودار بازگشتی در اواخر دهه ۱۹۸۰ معرفی شد. این گزارش یک مرور جامع است که روش‌های مبتنی بر بازگشت و کاربردهای آن‌ها را با تاکید بر پیشرفت‌های اخیر پوشش می‌دهد. پس از یک طرح کلی مختصر از نظریه بازگشتی، ایده اساسی طرح بازگشتی با تغییرات آن ارائه می‌شود. این شامل کمی سازی نمودارهای بازگشتی، مانند تجزیه و تحلیل کمی بازگشتی است، که برای تشخیص بسیار موثر است، e. .. ، گذار در دینامیک سیستم‌ها از سری‌های زمانی. نکته اصلی این است که چگونه بازگشت به حالت ثابت دینامیکی و مدارهای دوره‌ای ناپایدار را به هم پیوند دهیم. این و شواهد بیشتر نشان می‌دهند که بازگشت شامل تمام اطلاعات مرتبط در مورد رفتار یک سیستم است. با تغییر فضاهای فاز مربوط به دو سیستم به دلیل جفت شدن، نمودارهای بازگشتی امکان مطالعه و کمی کردن تعامل آن‌ها را فراهم می‌کنند. این واقعیت همچنین یک ابزار حساس برای مطالعه همگام‌سازی سیستم‌های پیچیده به ما می‌دهد. در بخش آخر گزارش چندین کاربرد از طرح‌های بازگشتی در اقتصاد، فیزیولوژی، علوم اعصاب، علوم زمین، فیزیک نجومی و مهندسی نشان‌داده شده‌است. هدف از این مقاله این است که به خوانندگان این دانش را بدهد که چگونه از روش‌های مبتنی بر طرح تکراری در زمینه تحقیق خود استفاده کنند. بنابراین تجزیه و تحلیل داده‌ها را به طور دقیق شرح می‌دهیم و مشکلات و مشکلات احتمالی را نشان می‌دهیم.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.