色噪声驱动的双奇异随机系统的熵流与熵产生

讨论一类 (非平衡约束下) 高斯色噪声驱动的双奇异随机系统对应的Fokker-Planck方程，结合Shannon信息熵定义给出此类系统的熵流、熵产生随时间演化的精确表达式.分析(非平衡约束下)所引入的奇异性强度参数、噪声相关时间与耗散参数的相互作用以及对熵流、熵产生的显著影响. 关键词： 信息熵 熵流与熵产生 双奇异随机系统 高斯色噪声     

色噪声驱动的双奇异随机系统随时间演化的熵变化率上界

通过变换的方法讨论了一类高斯色噪声驱动的双奇异随机系统所对应的Fokker-Planck方程, 并结合Shannon信息熵的定义及Schwartz不等式原理给出了经变换后该系统随时间演化的熵变化率上界的精确表达式. 分析了奇异性强度参数、噪声相关时间与耗散参数对熵变化率上界的显著影响.     

信息熵、玻尔兹曼熵以及克劳修斯熵之间的关系--兼论玻尔兹曼熵和克劳修斯熵是否等价

论述了信息熵、玻尔兹曼熵以及克劳修斯熵之间的关系;由不涉及具体系统的方法从玻尔兹曼关系、信息熵推导出了克劳修斯熵的表达式;指出玻尔兹曼熵与克劳修斯熵不是等价关系,而是玻尔兹曼熵包含克劳修斯熵,信息熵又包含玻尔兹曼熵。     

负P表示非经典光场的Wehrl熵和Shannon熵

研究了负P表示非经典光场的Wehrl熵和Shannon熵与场参数m和平均光子数(-n)的关系,结果显示,负P表示的非经典光场的Wehrl熵随着场参数m和平均光子数的增大而减小,当(-n)增大到一定程度时Wehrl熵趋向于一个不变的常数.用数值计算的方法研究了负P表示光场的Shannon熵与平均光子数(-n)的关系,结果表明,Shannon熵随着场参数m和平均光子数(-n)的增大而增大.同时发现,Wehrl熵随光场总噪声的增大而减小,Shannon熵随力学量起伏的减小而减小.     

异构混合相关熵有源噪声控制算法

近几年兴起的基于最大相关熵准则的FxMCC(filtered-x maximum correntropy criterion)算法在有源噪声控制(active noise control, ANC)系统中取得了良好的降噪性能。然而,已有的FxMCC算法仅使用了单一的高斯核,算法在强脉冲噪声环境下降噪能力严重退化,且算法对核宽参数极敏感,不合适的核宽会降低算法降噪性能。为了弥补FxMCC算法的不足,本文引入异构混合相关熵,使用由高斯核和拉普拉斯核组成的混合核作为代价函数,推导了基于异构混合相关熵的FxMCC-MK(FxMCC-mixture kernels)算法。本文进一步分析了所提算法的收敛条件和稳定性,并与已有的算法进行了计算复杂度比较。仿真结果表明,在标准对称α稳定分布(symmetric α-stable, SαS)脉冲噪声和真实噪声录音的有源噪声控制中,相比于已有的相关熵算法,本文提出的FxMCC-MK算法具有更低的核宽参数敏感度,更强的鲁棒性和更快追踪能力。     

运动原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制

运用量子信息熵理论,研究了运动二能级原子与光场依赖强度纠缠下最佳熵压缩态的制备和控制;比较了分别从基于信息熵不确定关系和海森堡不确定关系出发得出的结果;分析了制备原子最佳熵压缩态的充要条件,并进行了数值验证.考察了场模结构参数对最佳熵压缩态的影响.结果表明,信息熵压缩是对原子压缩效应的高灵敏量度;控制原子与场的相互作用时间,斩断原子和场的纠缠,选择原子的相干性,调节系统的相对位相可制备原子最佳熵压缩态;控制场模结构参数,可获得持续的原子最佳熵压缩态. 关键词： 依赖强度耦合 场模结构参数 最佳熵压缩态     

非高斯噪声驱动下一维双稳系统的逻辑操作

本文以成功率作为逻辑随机共振的测度, 主要研究了非高斯噪声激励下一维双稳系统的逻辑随机共振现象, 并用平均首次通过时间的方法对此现象的机理进行了解释. 研究结果表明: 只有在适当的噪声强度带或关联时间带上, 成功率才会达到共振峰值. 通过对系统参数进行优化, 提高了系统实现逻辑操作的可靠性. 关键词： 逻辑随机共振 一维双稳系统 非高斯噪声 平均首次通过时间     

基于分数阶最大相关熵算法的混沌时间序列预测

为提高最大相关熵算法对混沌时间序列的预测速度和精度,提出了一种新的分数阶最大相关熵算法.在采用最大相关熵准则的基础上,利用分数阶微分设计了一种新的权重更新方法.在alpha噪声环境下,采用新的分数阶最大相关熵算法对Mackey-Glass和Lorenz两类具有代表性的混沌时间序列进行预测,并分析了分数阶的阶数对混沌时间序列预测性能的影响.仿真结果表明:与最小均方算法、最大相关熵算法以及分数阶最小均方算法三类自适应滤波算法相比,所提分数阶最大相关熵算法在混沌时间序列预测中能够有效地抑制非高斯脉冲噪声干扰的影响,具有较快收的敛速度和较低的稳态误差.     

熵产生率公式及其应用

导出了6N维和6维相空间的熵产生率，即熵增加定律的一个统计公式：P=kD(Δ_{qθ)²，即熵产生率P等于扩散系数D、离开平衡率θ的空间梯度平方的平均值与Boltzm ann常数k 三者之乘积.指明非平衡系统的宏观熵产生是由其微观状态数密度在空间随机地不均匀离开 平衡引起的.作为公式的应用,研究了气体自由膨胀、布朗运动及固体变形和断裂三个非平衡 态课题，给出了它们的熵产生及其一次和二次时间变化率，得到了不可逆过程的系统内对应 的微观结构变化是不均匀的推论.进而导 关键词： 熵产生率 微观状态数密度 离开平衡率 随机扩散}     

非高斯噪声驱动下非对称双稳系统的平均首次穿越时间与随机共振研究

研究了乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同激励下非对称双稳系统的平均首次穿越时间和随机共振问题. 利用路径积分法和两态模型理论,推导出平均首次穿越时间和信噪比的表达式. 研究结果表明:势阱非对称性对两个不同方向的平均首次穿越时间的影响是不同的. 信噪比是加性噪声强度和势阱非对称性的非单调函数,系统出现了随机共振现象;信噪比是乘性噪声强度的单调函数,没有共振峰出现. 这说明该系统中乘性噪声强度和加性噪声强度对信噪比的影响是不同的. 关键词： 非高斯噪声 非对称双稳系统 平均首次穿越时间 随机共振     

Information entropy of a dynamical system driven by quasimonochromatic noise

This paper shows the Fokker-Planck equation of a dynamical system driven by quasimonochromatic noise. Based on the Fokker-Planck equation and the definition of Shannon's information entropy, the exact time dependence of entropy flux and entropy production for the system is calculated. The relationship between the properties of quasimonochromatic noise and dissipative parameter and their effects on entropy flux and entropy production are discussed.     

Time dependence of entropy flux and entropy production for a dynamical system driven by noises with coloured cross-correlation

This paper shows the Fokker--Planck equation of a dynamical system driven by coloured cross-correlated white noises in the absence and presence of a small external force. Based on the Fokker--Planck equation and the definition of Shannon's information entropy, the time dependence of entropy flux and entropy production can be calculated. The present results can be used to explain the extremal behaviour of time dependence of entropy flux and entropy production in view of the dissipative parameter γ of the system, coloured cross-correlation time \tau and coloured cross-correlation strength \la.     

Time Dependence of Entropy Flux and Entropy Production of a Dissipative Dynamical System Driven by Non-Gaussian Noise

A stochastic dissipative dynamical system driven by non-Gaussian noise is investigated. A general approximate Fokker-Planck equation of the system is derived through a path-integral approach. Based on the definition of Shannon＇s information entropy, the exact time dependence of entropy flux and entropy production of the system is calculated both in the absence and in the presence of non-equilibrium constraint. The present calculation can be used to interpret the interplay of the dissipative constant and non-Gaussian noise on the entropy flux and entropy production.     

Upper bound for the time derivative of entropy for a stochastic dynamical system with double singularities driven by non-Gaussian noise

A stochastic dynamical system with double singularities driven by non-Gaussian noise is investigated. The Fokker--Plank equation of the system is obtained through the path-integral approach and the method of transformation. Based on the definition of Shannon's information entropy and the Schwartz inequality principle, the upper bound for the time derivative of entropy is calculated both in the absence and in the presence of non-equilibrium constraint. The present calculations can be used to interpret the effects of the system dissipative parameter, the system singularity strength parameter, the noise correlation time and the noise deviation parameter on the upper bound.     

Time evolution of information entropy for a stochastic system with double singularities driven by quasimonochromatic noise

<正>This paper deals with the time evolution of information entropy for a stochastic system with double singularities driven by quasimonochromatic noise.The dimension of the Fokker-Planck equation is reduced by the linear transformation. The exact expression of the time dependence of information entropy is obtained based on the definition of Shannon’s information entropy.The relationships between the properties of dissipative parameters,system singularity strength parameter,quasimonochromatic noise,and their effects on information entropy are discussed.     

准单色噪声驱动的耗散动力系统的信息熵演化

准单色噪声是一类所谓真正有色的噪声.本文对准单色噪声驱动的耗散动力系统的信息熵演化进行研究,文中首先运用线性变换的方法给出了所研究系统的Fokker-Planck方程,然后结合Shannon信息熵定义推导了该系统随时间演化信息熵的精确表达式,最后分析了系统耗散参数和准单色噪声对系统信息熵的显著影响.     

非平衡热力学中传热过程熵产表达式的修正

熵产是非平衡热力学中的核心物理量,传统上表示为广义力(驱动力)与广义流的乘积.这种表达存在两方面缺陷:一是广义力与广义流的拆分具有任意性;更重要的是,以其计算热波传递时熵产可以为负值,从而违反热力学第二定律.本文基于热质理论分析表明,传热过程的熵产实质上是由热质流体的热质能耗散引起的,所以熵产中的力不是驱动力而是阻力,并且具有力的量纲.由此提出的熵产修正表达式,不仅在计算热波传递过程中熵产恒为正值,与扩展不可逆热力学中的熵产表达式一致,而且不存在力和流拆分的任意性.