Average integrated causation entropy in analysis of chaotic dynamical networks in complete and cluster synchronization
Tam ve küme eşzamanlılığı gösteren kaotik dinamik ağların ortalama toplamsal nedensellik entropisi ile analizi
- Tez No: 774248
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERKAN GÜNEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
Karakteristik olarak tahmin edilemeyen davranışlara sahip kaotik dinamik sistemlerin eşzamanlı karmaşık ağlar oluşturabildiği bilinmektedir. Bu tezin ana amacı, eşzamanlı kaotik ağları bilgi teorisi ölçülerini kullanarak analiz etmek ve ağların bağlantılılık bilgisini keşfetmektir. Gözlemlerden kestirilen entropiye dayalı ölçüler, ağ yapılarının tanılanması için modelden bağımsız bir yaklaşım sağlayabildiklerinden, alt sistemler arasındaki bilgi akışını nicelendirebilmek için değerli bir yol sunar. Bu tez ilk olarak, bilgi akışını doğru bir şekilde nicelendirebilmek için entropiye dayalı ölçülerin kestirilmesi problemini ele almaktadır. Var olan ölçüler ve kestirimciler ile kıyaslamalı bir çalışma yapılmıştır. Ağ içindeki sistemler arasındaki bilgi akışını etkin bir şekilde temsil etmek için var olan nedensellik entropisi ölçüsüne dayalı yeni bir k-en yakın komşu nedensellik entropi kestirimcisi önerilmiştir. Esas olarak bu tez, ağın temel dinamikleri ve bağlantılılığı bilinmese bile, yönlü kaotik eşzamanlı ağlarda sınırlı gözlemler kullanarak bilinmeyen ağ özelliklerinin çıkarılmasına odaklanmaktadır. Eşzamanlı sistemlerdeki gözlemler aynı olduğu için problem zorlayıcıdır. Öte yandan, eşzamanlılığı geçici olarak bozmak için sistemler perturbe edilebilir. Burada önerilen ortalama toplamsal nedensellik entropi ölçüsü, sistemler yeniden eşzamanlı olma eğilimindeyken kısmen geriçatılan durum uzayında hesaplanarak, ağ bağlantılarını belirlemek için kullanılabilir. Ortalama toplamsal nedensellik entropisinin özellikleri analitik olarak incelenmiş ve ağ bağlantılılık matrisini ortaya çıkarmak için yeni bir algoritma geliştirilmiştir. Önerilen ortalama toplamsal nedensellik entropisi ölçüsü ve ilgili algoritmanın, rasgele bağlantılar içeren tam eşzamanlı ağlardaki bağlantılılık yapısını ortaya çıkardığı gösterilmiştir. Önerilen ölçünün kaotik küme eşzamanlı ağlarda kümelerin tespiti için kullanılabileceği de gösterilmiştir. Önerilen yöntem ve k-ortalama kümelenmesini de kullanılarak bu tür ağlardaki küme aidiyetlerini tek bir gözlem serisi üzerinden belirleyen yeni bir algoritma önerilmiştir. Sonuçlar, önerilen yaklaşımın küme eşzamanlı sistem içindeki grupları ayırt edebildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The chaotic dynamical systems with characteristically irregular and unpredictable behavior can form synchronized complex networks when allowed to interact. The main aim of this thesis is to analyze the synchronized chaotic networks in the view of information theory and to discover the network connectivity information using the information-theoretic measures. The entropy-based measures estimated from observations are a valuable way to quantify information flow between the subsystems since they can provide a model-free approach for identifying network structures. This thesis initially addresses estimating the entropy-based measures to represent the information flow accurately. A comparative study has been conducted with the existing measures and the estimators. A new k-nearest neighbor causation entropy estimator based on the existing causation entropy measure and other similar estimators has been proposed to represent information flow effectively. This thesis mainly focuses on inferring the unknown network properties using limited observations in directed chaotic synchronized networks even if the underlying dynamics and connections of the network are unknown. The problem is compelling since the observations in synchronized systems are identical. On the other hand, the systems can temporarily be perturbed to destroy synchronization. The average integrated causation entropy measure, proposed herein, evaluated in the partially reconstructed state space of the network, can be used to determine network connectivity as the systems tend to resynchronize after perturbations. The average integrated causation entropy properties have been investigated analytically, and a novel algorithm has been developed to reveal the network coupling matrix. It has been found that the proposed measure and related algorithm based on the difference of average integrated causation entropy reveals the network structure in random networks in complete synchronization. We have also shown that the proposed measure can be used to detect clusters in chaotic cluster synchronization networks. A novel algorithm has been suggested based on the k-means clustering of the proposed measure with only single series of observation. The results indicate that the proposed procedure can distinguish the systems regarding their memberships in the clusters formed.
Benzer Tezler
- Borsa gelişmesi ve ekonomik büyüme ilişkilerinin nedensellik analizi
Başlık çevirisi yok
ALÖVSAT MÜSLÜMOV
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Ekonomiİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CUDİ TUNCER GÜRSOY
- A multi-objective optimization framework for trade-off among pedestrian delays and vehicular emissions at signal controlled intersections
Sinyal denetimli kavşaklarda yaya gecikmeleri ile taşıt emisyonlarını ödünleştirmek için çok-amaçlı bir eniyileme çerçevesi
GÖRKEM AKYOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HİLMİ BERK ÇELİKOĞLU
- Bir konfeksiyon işletmesinde bilgisayar destekli üretim planlama ve kontrol
A Computer aided production planning and control model of a ready made clothing sector
MÜJDE KOÇER(YAVUZ)
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET TANYAŞ
- Orta ölçekli bir konfeksiyon atölyesinde üretim planlama ve uygulama
Başlık çevirisi yok
MEHMET AKİF ÇERİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YILMAZ TULUNAY
- Yıllık faaliyet raporlarının uluslararası entegre raporlama çerçevesi ilkelerine uygunluğunun değerlendirilmesi: Faizsiz Bankacılık sektörü üzerine bir araştırma
Assessing the compliance of annual reports with the principles of the international integrated reporting framework: A study on the Interest-Free Banking Sector
İBRAHİM YAVUZ
Doktora
Türkçe
2022
BankacılıkManisa Celal Bayar Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA ÖNCÜ