StratonovichProcess

StratonovichProcess[{a,b},x,t]

表示一个 Stratonovich 过程 .

StratonovichProcess[{a,b,c},x,t]

表示一个 Stratonovich 过程 ,其中 .

StratonovichProcess[,,{x,x0},{t,t0}]

表示一个 Stratonovich 过程,其初始条件为 .

StratonovichProcess[,,,Σ]

使用一个维纳过程 ,其协方差为 Σ.

StratonovichProcess[proc]

proc 尽可能转换成一个标准 Stratonovich 过程.

StratonovichProcess[sdeqns,expr,x,t,wdproc]

表示一个 Stratonovich 过程,由一个随机微分方程 sdeqns 所指定,输出表达式为 expr,状态为 x,时间为 t,被遵循过程 dprocw 所驱动.

更多信息和选项

  • StratonovichProcess 又被称为 Stratonovich 扩散或随机微分方程 (SDE).
  • StratonovichProcess 是一个连续时间和连续状态的随机过程.
  • 如果漂移 a 是一个 -维向量,扩散 b 是一个 ×-维矩阵,则这个过程 -维,而且被一个 -维 WienerProcess 所驱动.
  • 系数 ab 常用规范包括:
  • a 标量,b 标量
    a 标量,b 向量
    a 向量,b 向量
    a 向量,b 矩阵
  • 随机微分方程 有时候会被写成积分方程 .
  • 默认的初始时间 t0 被认为是零,并且默认初始状态 x0 是零.
  • 默认的协方差 Σ 是单位矩阵.
  • 一个标准 Stratonovich 过程有输出 ,由一个微分状态 的子集组成.
  • 可以被转换成标准 StratonovichProcess 形式的过程 proc 包括 OrnsteinUhlenbeckProcessGeometricBrownianMotionProcessItoProcess 以及 StratonovichProcess.
  • sdeqns 中的随机微分方程可以为 的形式,其中 \[DifferentialD],可以用 dd 输入. 微分s 被认为是 Stratonovich 微分.
  • 输出表达式 expr 可以为任何包含 x[t]t 的表达式.
  • 驱动过程 dproc 可以是能转换成标准 Stratonovich 过程的任何过程.
  • StratonovichProcess 过程相关的属性包括:
  • "Drift"漂移项
    "Diffusion"扩散矩阵
    "Output"输出状态
    "TimeVariable"时间变量
    "TimeOrigin"时间变量起点
    "StateVariables"状态变量
    "InitialState"初始状态值
    "KolmogorovForwardEquation"Kolmogorov 正向方程(Fokker-Planck 方程)
    "KolmogorovBackwardEquation"Kolmogorov 后向方程
    "Derivative"Stratonovich 导数
  • RandomFunction 中针对 StratonovichProcessMethod 设置包括: »
  • "EulerMaruyama"欧拉-丸山(1/2 阶,默认)
    "KloedenPlatenSchurz"KloedenPlatenSchurz(3/2 阶)
    "Milstein"米尔斯坦(1 阶)
    "StochasticRungeKutta"3级龙格- 库塔法(1 阶)
    "StochasticRungeKuttaScalarNoise"标量噪音的 3级龙格- 库塔法(3/2阶)
  • StratonovichProcess 可以和函数 RandomFunction, CovarianceFunctionPDFExpectation 等一起使用.

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (1)

通过其随机微分方程定义一个过程:

模拟过程:

计算平均值函数:

计算协方差函数:

范围  (16)

基本用途  (10)

定义一个维纳过程,其中漂移 和扩散 来自随机微分方程

从参变过程直接转换:

定义一个过程 ,其中 :

使用微分表示法定义同一个过程:

定义一个输出 的向量过程

使用微分表示法:

定义一个向量过程 ,其中 :

使用微分表示法:

定义一个向量过程 ,其中 :

使用微分表示法:

定义一个被两个相关的维纳过程驱动的过程:

定义一个对应于随机微分方程 (SDE) 的标量过程

定义对应于随机微分方程 (SDE) 的向量过程

定义一个对应于二维相关维纳过程的过程:

定义一个被二维相关维纳过程驱动的向量过程:

用不同的方法模拟 StratonovichProcess 路径:

模拟的方法及其对应的阶数:

RandomFunction 中的选项指定模拟的方法:

过程属性提取  (1)

用随机微分方程定义一个 Stratonovich 过程:

可用的 Stratonovich 过程属性:

漂移和扩散过程:

Kolmogorov 正向方程:

这里使用 Inactive 是为了避免扩展偏导数;使用 Activate 扩展表达式:

Kolmogorov 向后方程:

计算函数 的 Stratonovich 导数. 输出是一个由漂移和扩散项组成的列表:

特殊 Stratonovich 过程  (5)

对应于 WienerProcess 的一个 Stratonovich 过程:

对应于 GeometricBrownianMotionProcess 的一个 Stratonovich 过程:

对应于 BrownianBridgeProcess 的一个 Stratonovich 过程:

对应于 OrnsteinUhlenbeckProcess 的一个 Stratonovich 过程:

对应于 CoxIngersollRossProcess 的一个 Stratonovich 过程:

应用  (3)

定义一个向量过程,它对应于迭代的 Stratonovich 积分

计算其平均值函数:

和它的协方差函数:

自由粒子在热涨落作用下的动力学可以用 Langevin 运动方程来模拟,,其中 是标准 WienerProcess 是热噪声的强度. 此处假设 只依赖于 ,着重考虑速度方程. 运动方程的积分有两种常用的方法:Ito 公式和 Stratonovich 公式:

是常数时,两个公式是一样的,当 时趋向于相同的平稳分布:

如果 依赖于速度,那么,由于 WienerProcess 的特性, 具有非零二次方差,并且两个公式导致不同的结果. 将 Ito 公式转换为等效的 Stratonovich 公式:

Stratonovich 公式下的漂移与 Ito 公式下的漂移不同:

创建一个 OrnsteinUhlenbeckProcess,并用 StratonovichProcess 来表示:

获取 Kolmogorov 正向方程:

条件下用数值法求解方程,提供 处的局部初始条件和 Dirichlet 边界条件:

绘制 时 Kolmogorov 正向方程的解,将其与解析密度函数进行比较:

Animate 可视化解:

属性和关系  (1)

ItoProcess 转换至 StratonovichProcess

转换回来:

可能存在的问题  (2)

StratonovichProcess 不支持随机初始条件,所有无法被表示:

但它支持有固定初始条件的过程:

驱动过程的起始时间需和 StratonovichProcess 匹配:

起始时间匹配的情况下,是可以被表示的:

Wolfram Research (2012),StratonovichProcess,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/StratonovichProcess.html.

文本

Wolfram Research (2012),StratonovichProcess,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/StratonovichProcess.html.

CMS

Wolfram 语言. 2012. "StratonovichProcess." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/StratonovichProcess.html.

APA

Wolfram 语言. (2012). StratonovichProcess. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/StratonovichProcess.html 年

BibTeX

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