付録D.逐次学習アルゴリズムのフローチャート
付録E.実験に用いた記銘パターン
R1
R5
Rg
R13
R17
R2
R6
Rlo
R14
R18
R3
R7
R11
R15
R19
R4
R8
R12
R16
R20
付録F.リアプノブ指数
カオスにおいては,決定論的な方程式に対する初期条件の微少なズレが時間と ともに指数関数的に拡大される初期値敏感性が存在する.リアプノブ指数は方程 式によって決定される軌道の安定度を特徴づける量であり,カオスかどうかを判 定する有効な尺度の1つである[19][20].
自由度がηの系の発展方程式として 鵡(孟)
=1弓(飢1,… ,∬π,診) (2=1,… ,γL) (F.1)
4孟
を考える.この常微分方程式の解をXω=(劣1(オ),∬2(孟),…,蝋オ))と表し,解の 振舞いを軌道と呼ぶことにする.いま,一つの軌道Xo(孟)に対してX(オ)=Xo(の+
δX(τ)を考える.(F.1)式に代入して基準となる軌道Xo(オ)からの微小変位δX(舌)
に関して線形化した式は
警鰐)雌)δ賜 (R2)
となる.
ここでdω一(δ∬、(オ),δ¢・ω,…,δ∬・(棚dω1≡Σ矩、嫌)鱒齢すると・
ld㊨1は基準となる軌道Xo(孟)と初期条件Xo(0)+δX(0)から出発した軌道との 時刻孟におけるズレを表わす.このとき,軌道の指数関数的なズレの割合は
λ一轟)一}bg器1 (R3)
で与えられ,これをリアプノブ指数という.λは基準軌道からのズレの距離の指 数関数的な増幅率を表しており,λ>0なら解軌道はXb(のから離れていくので Xo(のは不安定,λ<0なら安定である.
リアプノブ指数を実際に求めるときには,数値的に発散してしまわないような 適当な時間ステヅプγごとに初期のズレを1に規格化することを繰り返してズレ を計算し,その平均をとった
λ一毒bg畷8} (R4)
を用いる.ズレを1に規格化するとき,
國(0)[
di+1(0)=dz(丁)・
(F.5)
ldz(T)1
によってdz(のの方向はそのままに保って行なう場合,(F.4)式は最大リアプノブ 指数λ1を与える.
参考文献
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