基于秩一摄动理论配置Lyapunov指数的新算法

本文提出一种为混沌控制与反控制配置Lyapunov指数的新算法.该算法利用秩一摄动理论精确摄动离散受控系统矩阵的特征值来配置Lyapunov指数,使其完全吻合混沌判据.该算法既能更准确地配置正的Lyapunov指数,又能配置传统算法无法获得的负Lyapunov指数.仿真结果显示了新算法的有效性.     

离散动力系统混沌化——配置若干个Lyapunov指数

对确定性离散时间动力学系统,提出了一种配置Lyapunov指数为正的混沌化和超混沌化方法.得到的受控系统所有Lyapunov指数均不为零,而其中至少一个为正,并且受控系统满足Devaney的混沌定义.此外说明了算法可以配置至少两个或者更多个Lyapunov指数为正,并给出了证明和两个混沌化实例,仿真结果显示了算法的良好效果.     

基于无退化混沌系统的序列密码研究

针对连续时间混沌系统的退化问题,提出一种基于矩阵特征值配置的方法来构造具有多个正Lyapunov指数的连续时间混沌系统。提出一种基于特征值定义的特征值配置方法,通过设计一个线性反馈控制器,可以配置任何系统为以稳定焦点为原点的渐近稳定线性系统;通过设计一个非线性反馈控制器来配置多个正Lyapunov指数。相比于现有算法,对于任意受控系统,该方法都能系统地配置该受控系统的Lyapunov指数,使之成为无退化混沌系统。将该方法得到的无退化混沌系统转换为二进制序列,对得到的混沌序列进行分析后证明该序列具有良好的加密特性。     

新一维混沌系统及加密特性研究

提出一种新的产生一维混沌系统的组合结构,以此结构设计两个新一维混沌系统,通过绘制Lyapunov指数图和分岔图研究两个新混沌系统性能。研究结果表明,此结构生成的一维混沌系统具有混沌区间大、区间连续、混沌序列分布均匀、系统Lyapunov指数高和可控参数多等优点。为了进一步提高混沌序列均匀分布特性,设计一变换过程,变换之后的混沌序列满足均匀分布。最后,为了展示新系统在信息安全方面的应用,设计一简单的图像加解密算法。通过Matlab软件进行仿真和性能测试,结果表明变换之后的混沌序列具有更好的加密特性。     

一种Lyapunov指数算法及其实现

提出了一种利用周期轨道不同权重计算Lyapunov指数的算法。对混沌序列的周期轨道进行统计，并计算不同的周期轨道的Lyapunov指数，依据周期轨道的权重加权求和得到整个混沌吸引子的平均Lyapunov指数。深入讨论了初始值等对平均Lyapunov指数的影响。该算法不用舍去开始迭代点，适用于复杂混沌系统。     

利用Lyapunov指数和容量维分析永磁同步电机仿真中的混沌现象

给出了一种适合于一般混沌系统Lyapunov指数和容量维计算的数值算法,并首次应用感动永磁同步电机混沌现象的分析,在给定的几种典型运行条件下,计算了永磁同步电机混沌模型的Lyapunov指数和容量维,结果表明戾 磁同步电机运行呈现混沌行为,从而通过特征指数验证了永磁同步电机混沌现象的存在性。     

基于最大Lyapunov指数的交通流仿真数据混沌状态识别

利用交通流模型产生交通流时间序列：再利用Lyapunov指数的矩形阵算法，计算出交通流时间序列的最大Lyapunov指数。由于Lyapunov指数是定量描述混沌吸引子的重要指标，可根据Lyapunov指数对混沌序列的辨别原理，进而识别该由基于模型的动力系统是否处于混沌状态。     

混沌系统最大Lyapunov指数估计新方法研究

Lyapunov指数是定量描述混沌系统的重要指标。本文提出一种基于混沌同步的最大Lyapunov指数估计方法,通过构造反馈控制耦合混沌同步系统,应用混沌同步条件,估计原系统最大Lyapunov指数即为满足两耦合系统达到同步的最小控制增益。以Lorenz混沌和静摩擦Duffing振子为仿真对象,仿真结果验证了方法的有效性。     

多变量时间序列最大Lyapunov指数的噪声估计

在Rosenstein等人研究工作的基础上,提出了一种计算多变量混沌时间序列最大Lyapunov指数的改进的小数据量算法。以Ikeda映射、Henon映射、Lorenz映射和Chen映射四种典型混沌系统为例,采用将随机数方法生成的高斯白噪声与多变量混沌时间序列叠加的方法,分析了相同信噪比下,数据量对最大Lyapunov指数的影响;以及不同信噪比下,混沌时序最大Lyapunov指数的变化趋势。研究结果表明：当加入一定范围信噪比的噪声时,多变量时间序列的最大Lyapunov指数受到的扰动影响很小。     

Lyapunov指数计算算法的设计与实现

为了定量分析混沌系统的动力学特性,论文研究了计算Lyapunov指数的Jacobi矩阵算法,并采用Matlab6.5软件平台设计了基于该算法的Lyapunov指数计算软件,算法程序简洁、可读性强、易于移植,GUI编程技术使人机交换能力增强,制作的Lyapunov指数工具箱能够求解非线性动力学系统的Lyapunov指数谱和分数维。最后,分析了迭代次数、计算步长、解法器和初值等因素对计算精度的影响。     

一个简化的混沌系统及其控制器设计

非线性项是产生混沌的必要条件,本文研究只含有一个非线性立方项系统的混沌行为和其控制器的设计。首先,在磁弹体系统的基础上,构造一个新的只含一个立方项的非线性系统,采用非线性动力学分析方法包括耗散性、Poincare映射和Lyapunov指数谱,对系统进行动力学分析,证实了该系统混沌的存在性。其次,为了消除系统的混沌行为,通过设计滑模控制器,将系统分别控制到期望的固定点和周期轨道。最后,通过MATLAB数值仿真验证了所设计的控制器的有效性。     

Fractional Order Synchronous Reluctance Motor: Analysis,Chaos Control and FPGA Implementation

This paper deals with the dynamical analysis and chaos control in a fractional order synchronous reluctance motor (FOSyncRM). Equilibrium points, characteristic equations and Eigen values of both commensurate and incommensurate FOSyncRM are presented. finite‐time Lyapunov exponents of the FOSyncRM system for fixed and varied parameters are investigated along with the bifurcation plots. Fractional order bifurcation plots are derived to show that the system shows more complex chaotic oscillations in fractional order. Chaos control in the FOSyncRM system is achieved using adaptive sliding mode controllers and the entire control algorithm is implemented in FPGA.     

一种复非线性系统的动力学特性和同步分析

本文介绍一种新复非线性系统并研究它的动力学特性(包括不变量、耗散度、平衡和稳定性、Lyapunov指数、混沌行为、混沌吸引子),以及该系统产生混沌的必要条件,发现在一定参数条件下,系统存在2个或4个螺线形混沌吸引子,通过研究驱动系统和响应系统的关系,导出了混沌同步的控制函数显式表达式.Lyapunov函数分析证明,系统误差是渐近稳定的,控制函数可以使主动系统和响应系统完全同步.     

一种新型暂态混沌神经网络及其在函数优化中的应用

本文提出了一种新颖的混沌神经元模型，其激励函数由Gauss函数和Sigmoid函数组成，分又图和Lyapunov指数的计算袁明其具有复杂的混沌动力学特性。在此基础上构成一种暂态混沌神经网络，将大范围的倍周期倒分叉过程的混沌搜索和最优解邻域内的类似Hopfield网络的梯度搜索相结合，应用于函数优化计算问题的求解。实验证明，它具有较
较强的全局寻优能力和较快的收敛速度。     

A new directional stability transformation method of chaos control for first order reliability analysis

The HL-RF iterative algorithm of the first order reliability method (FORM) is popularly applied to evaluate reliability index in structural reliability analysis and reliability-based design optimization. However, it sometimes suffers from non-convergence problems, such as bifurcation, periodic oscillation, and chaos for nonlinear limit state functions. This paper derives the formulation of the Lyapunov exponents for the HL-RF iterative algorithm in order to identify these complicated numerical instability phenomena of discrete chaotic dynamic systems. Moreover, the essential cause of low efficiency for the stability transform method (STM) of convergence control of FORM is revealed. Then, a novel method, directional stability transformation method (DSTM), is proposed to reduce the number of function evaluations of original STM as a chaos feedback control approach. The efficiency and convergence of different reliability evaluation methods, including the HL-RF algorithm, STM and DSTM, are analyzed and compared by several numerical examples. It is indicated that the proposed DSTM method is versatile, efficient and robust, and the bifurcation, periodic oscillation, and chaos of FORM is controlled effectively.     

制造信息系统动力学模型及混沌特性分析

针对制造信息系统的混沌现象难以确定的问题,采用定性和定量相结合的方法进行研究。根据自组织理论在合理假设情况下建立了以三个主要的宏观序参量为参变量的制造信息系统决策层动力学模型,利用迭代方法求出系统演化在相空间的轨线分岔图,找出系统走向混沌的道路和出现混沌时相应参变量状态。企业的初始条件不同,其演化的结果不同,且当生产效率的权重值提高到某一数值时出现了混沌现象。通过搜集企业生产效率数据,应用MATLAB软件基于小数据量方法求出其最大Lyapunov值,验证了制造信息系统的混沌特性。     

Lyapunov指数在弱2FSK信号检测中的应用

针对现有基于Duffing振子的2FSK信号检测方法在混沌临界阈值确定与相图判别两方面存在精度低、效率低的问题,提出了利用Lyapunov指数法确定阈值,并定量分析和判别检测系统输出状态的方法。在分析Duffing系统中Lyapunov指数算法的基础上,进行了仿真实验与分析,结果表明基于Lyapunov指数的2FSK信号混沌振子检测方法提高了阈值设置的精度,保证了2FSK信号检测的可靠性。