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具有快速周期采样和小白噪声的随机动力系统的均匀时间渐近行为

概率论 2025-02-18 v3

摘要

我们研究了一类非线性动力系统的渐近行为,该系统受到周期为 δ\delta 的快速周期采样和大小为 ε\varepsilon0<ε,δ10<\varepsilon,\delta \ll 1)的小白噪声的共同影响。系统动力学依赖于状态的当前和近期测量值,因此不是马尔可夫的。我们的主要结果可以解释为大数定律(LLN)和中心极限定理(CLT)类型的结果。大数定律类型的结果表明,当 ε,δ0\varepsilon,\delta \searrow 0 时,所得随机过程在时间上一致地接近一个常微分方程(ODE)。此外,关于中心极限定理,我们提供了波动过程的定量且时间一致的控制。小参数的相互作用在极限波动中引入了一个额外的漂移项,该漂移项同时捕捉了采样和噪声效应。因此,我们获得了随机过程的一阶扰动展开,以及对余项的时间无关控制。展开中的零阶和一阶项分别由常微分方程和随机微分方程给出。我们还提供了说明和补充理论结果的模拟研究。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.18242,
  title  = {Uniform-in-time bounds for a stochastic hybrid system with fast periodic sampling and small white-noise},
  author = {Shivam Singh Dhama and Konstantinos Spiliopoulos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.18242},
  year   = {2025}
}

备注

To appear in "Stochastics and Dynamics."