同步动力学的效率与网络同步反应性的作用

耦合振荡器的同步是自然网络和人工网络中的基本过程。尽管许多工作研究了同步解的渐近稳定性，但关于同步的瞬态行为这一基本问题却鲜受关注。在本工作中，我们提出横向反应性作为量化去同步扰动瞬时增长或衰减速率的指标。我们首先利用横向反应性设计了一种耦合高效且能量高效的同步策略，该策略根据系统的当前状态动态改变耦合强度。我们发现，与耦合强度恒定的情况相比，我们的同步策略能够在仿真和实验中在显著更大（通常达数个数量级）的耦合强度范围内使网络实现同步。然后，我们通过引入网络同步反应性的概念来刻画网络拓扑对同步瞬态动力学的影响：具有更大同步反应性的网络在同步流形上的每一点都具有更大的横向反应性，且与振荡器动力学无关。我们根据同步反应性对复杂网络的现实案例进行了分类。