噪声对一维耦合映象格子的影响

研究了一维耦合映象格子受局部反应参数噪声的影响.对系统最大Lyapunov指数与加入噪声的系统最大Lyapunov指数进行数值比较.发现在不同参数下噪声既可诱导有序,也可诱导混沌.     

噪声对一维耦合映象格子的影响

研究了一维耦合映象格子受局部反应参数噪声的影响．对系统最大Lyapunov指数与加入噪声的系统最大Lyapunov指数进行数值比较．发现在不同参数下噪声既可诱导有序，也可诱导混沌．     

1/fα噪声对计算混沌动力系统最大Lyapunov指数的影响

最大Lyapunov指数是诊断和描述动力系统混沌的重要参数。本文在仿真计算的基础上,发现1/fα噪声对计算混沌动力系统最大Lyapunov指数具有显著影响。在同一噪声水平下,白噪声的影响最为显著,随功率谱指数α的增大,其影响逐渐减弱;随着噪声水平的增加,1/fα噪声对计算混沌动力系统最大Lyapunov指数的影响越显著。当α≥2.0时,在噪声水平为0.2的情况下,计算得到的最大Lyapunov指数的误差小于10%。     

基于小波分析确定离散动力系统的最大Lyapunov指数

通过计算小尺度小波变换模数的最大Lyapunov指数,得到离散动力系统的最大Lyapunov指数.结果表明,不同的变换尺度对计算结果影响不同,而选用不同的小波函数对计算结果影响不大.利用小尺度小波变换模数来计算最大Lyapunov指数能有效克服极强的大尺度噪声的干扰.     

色噪声激励下非线性随机经济周期模型及其稳定性分析

针对经济变量之间的非线性关系和不确定因素对经济系统的随机干扰问题,根据Goodwin消费函数和Puu函数建立了色噪声激励下的非线性动力学经济周期模型,利用统一色噪声近似原理和等效非线性化方法将模型进行了简化,由此得到了一个等效非线性白噪声模型,以获取判断动力系统稳定性的最大Lyapunov指数。研究结果表明,最大Lyapunov指数与噪声的自相关时间、边际消费率及噪声强度有关。当最大Lyapunov指数的正、负号发生变化时,系统的稳定性也随之改变。若将突发战争、国家宏观经济政策调控等经济系统的外干扰看作色噪声,边际消费作为模型参数,则在边际消费率较小的情况下可以通过加大对经济系统的干预,如国家的经济政策调整等,来稳定经济系统的发展状态。该研究结果可为实现宏观经济的持续增长研究提供参考。     

有界噪声参激下Duffing振子混沌运动的数值方法

研究了有界噪声参激下Duffing振子出现混沌运动的可能性.用数值方法计算了该系统的最大Lyapunov指数,由最大Lyapunov指数为零,给出了出现混沌的临界激励幅值,发现在噪声强度大于一定值后,临界幅值均随噪声强度的增大而增大.     

地面装甲目标声信号的混沌特征提取

针对地面装甲目标辐射的噪声信号的非线性特性,为使智能地雷能够有效地识别目标,利用非线性动力学理论中的混沌原理对目标声信号进行特征提取。通过野外场地实验,采集到2种装甲目标在不同运行速度下的40组样本信号,采用改进C-C法求得信号时间序列的相空间重构参数——时延和嵌入维,再利用Wolf法得到了2种目标声信号的混沌特征量——最大Lyapunov指数。结果显示：同一目标声信号的最大Lyapunov指数相近,且与运动状态相关性不大;不同目标间声信号的最大Lyapunov指数相差较大,辨识度较高。结论证明,最大Lyapunov指数可以作为地面装甲目标识别的有效特征参量。     

混沌时间序列可预报时间长度分析

摘要：以经典混沌序列——Henon映射序列为例,对不同长度、不同噪声水平的序列进行了预报试验．结果表明：(a)纯净序列,序列越长,预报精度越高,同时预报精度衰减速度随之减慢,并且,当序列足够长时,即使较长预报步长的多步预报,仍可取得相当高的预报精度;(b)含噪声序列,其预报精度随步长的增加迅速地呈指数衰减,并且,序列长度基本上不会对预报时间长度产生影响,但噪声水平对可预报时间长度有一定影响,噪声水平越高,可预报时间长度越短．因此,不明确可预报的标准、不考虑序列长度、噪声水平等因素的影响而简单地以最大Lyapunov指数的倒数定义最大可预报时间长度,是不可取的．同样,根据最大Lyapunov指数推断水文过程的可预报时间长度也是不合适的．     

随机相位对一类Bonhoeffer-Van der pol系统的影响

研究一类Bonhoeffer-Van der Pol(BVP)系统,通过利用高斯白噪声作为随机相位来抑制系统混沌的产生,从而使系统从混沌状态转变到稳定的状态.利用计算机数值仿真,运用Khasminskii球面坐标变换和Wedig算法的扩展可计算出最大Lyapunov指数,通过判断最大Lyapunov指数的标准来刻画系统的动力学行为,说明系统呈混沌状态.同时,Poincaré截面、相图和时间历程图进一步也得到了相应的结论,这些结论呈一致性.     

有界噪声与谐和激励下四分之一车模型的Melnikov混沌

研究了有界噪声与谐和激励作用下四分之一车模型的动力学行为。首先给出了有界噪声激励与谐和激励下四分之一车模型的具体表达式。然后利用随机Melnikov方法得到混沌运动的必要条件。结果表明临界幅值随着强度参数的增加而增加,且当强度参数增大到一定值时,临界幅值保持不变。最后,用两类数值方法即最大Lyapunov指数与庞加莱截面验证了上述结果。     

不变时滞线性系统的混沌反控制

针对一类具有不变时滞的线性系统,运用泰勒公式,得到系统最大李雅普诺夫(Lyapunov)指数的表达式,获得系统对初始条件敏感的判断依据.此外,构造合适的李雅普诺夫函数,基于泛函微分方程的有界性引理,得到关于系统的解有界的判断准则.结合系统敏感性和有界性的理论结果,获得不变时滞线性系统混沌化的充分条件.最后,数值仿真出最大Lyapunov指数随时滞参数变化的图形,并做出在相应时滞参数下的相图.仿真结果验证了理论结果的有效性.     

环链耦合非全同混沌激光器阵列中的同步

研究了由Lorenz-Haken方程所描述的混沌激光器阵列的动力学同步行为.通过对单向耦合环形激光器阵列系统Lyapunov指数谱的计算发现,环行阵列激光器间出现的间隙性位相同步、混沌位相同步、不等幅混沌旋转波、不等幅准周期旋转波、不等幅周期旋转波等各种不同动力学行为分别对应不同的Lyapunov指数谱.特别是出现了环链耦合系统的横向Lyapunov指数为负的不同耦合参数区域,在这些区域内,环上激光器的不同动力学波将在链上做空间周期性同步传输,且随着链上激光器数目的增加,不同步瞬态时间也随之增加.     

乘性色噪声激励下广义分数阶van der Pol-Duffing振子的随机分岔分析

本文研究了在乘性色噪声激励下含分数阶导数项的广义Duffing振子的随机分岔.首先，利用一种回复力和阻尼力的线性组合等效替换系统中的分数阶导数项；其次，对系统中的三次项进行线性化处理，利用最小均方误差原理，将系统转变成整数阶系统，由随机平均法求得系统的稳态概率密度函数；最后，通过拟不可积Hamilton系统随机平均法得到系统不变测度的最大Lyapunov指数，并对系统进行随机D-分岔和P-分岔分析.研究发现，分数阶导数阶数、噪声的自相关时间等参数的改变可以诱发系统发生随机P-分岔.     

时间序列的非线性测试及其应用

介绍了时间序列的非线性测试的方法,并应用于深圳股票综合指数这一时间序列,计算了它的潜在动力系统的最大李雅普诺夫指数,证明这一潜在系统具有非线性混沌行为．     

利用傅里叶级数理论的电弧混沌特性分析及实验研究

以高压SF6断路器开断过程中具有短路电弧的气流场数学模型建立为基础,以涡量变量、温度变量为特征量,利用二维傅里叶级数展开,得到高压SF6断路器描述电弧及气体运动的混沌特性方程。通过时间历程图、相图、Lyapunov指数图,证明高压SF6断路器电弧及气体运动系统中存在混沌特性。利用可拆卸灭弧室实验平台,采集电弧开断过程中的电流、电弧电压等数据,运用C-C算法进行数据处理,实验数据表明,当断路器额定电流、吹弧速度达到一定值后,电弧及气体运动系统出现混沌现象,并且随着额定电流、吹弧速度的增加,系统最大Lyapunov指数也增大。     

基于最大Lyapunov指数的市场出清电价预测

应用相空间重构和最大Lyapunov指数的计算方法对市场出清电价序列特性进行判定.依据最大Lyapunov指数预报模式,构建基于一种新的出清电价预测模型.对某电力市场1999-01-01-1999-08-31的电价进行混沌时间序列判定,采用最大Lyapunov指数预报模型和AR(2)模型进行预测.研究结果表明:采用最大Lyapunov指数预报模型预测所得市场出清电价预测值与实际值的平均绝对误差率为7.234 7％,最大绝对误差率为17.017 5％;采用AR(2)模型预测预测所得市场出清电价预测值与实际值的平均绝对误差率为5.540 8％,最大绝对误差率为11.830 0％;总体上,最大Lyapunov指数预报模型预测结果的精度略比AR(2)模型预测结果的精度低,但绝对误差率大于6％的时点数少于AR(2)的预测数,这表明应用最大Lyapunov指数对出清电价进行预测具有可行性.     

A new complex Duffing oscillator used in complex signal detection

In view of the fact that complex signals are often used in the digital processing of certain systems such as digital communication and radar systems,a new complex Duffing equation is proposed.In addition,the dynamical behaviors are analyzed.By calculating the maximal Lyapunov exponent and power spectrum,we prove that the proposed complex differential equation has a chaotic solution or a large-scale periodic one depending on different parameters.Based on the proposed equation,we present a complex chaotic oscillator detection system of the Duffing type.Such a dynamic system is sensitive to the initial conditions and highly immune to complex white Gaussian noise,so it can be used to detect a weak complex signal against a background of strong noise.Results of the Monte-Carlo simulation show that the proposed detection system can effectively detect complex single frequency signals and linear frequency modulation signals with a guaranteed low false alarm rate.