基于时间序列分析的制造质量水平变化的混沌特性

在定义了制造企业生产制造时间序列的基础上,使用G-P算法计算时间序列的关联维数。通过关联维数的计算得到相应的嵌入维数后,使用基于相空间重构的小数据量法计算混沌时间序列的Lyapunov指数。采集HZ近三年的日生产产品合格率作为研究制造质量水平变化混沌特性的原始数据。在以上技术路线及数据的基础上,得到的关联维为分数,而Lyapunov指数为正值,说明日生产产品合格率变化时间序列呈现出混沌特性。另外将以上数据分为8个时间序列,每个时间序列同样得到分数关联维数与正Lyapunov指数,说明制造质量水平的变化是一直是混沌的,为制造质量水平的预测在理论上提供了可能性。     

控制系统中的混沌现象研究

介绍了实际控制系统中的混沌现象,并应用相轨迹、功率谱、Lyapunov指数等方法,证明了实际自动控制系统也存在混沌现象,并分析了产生混沌现象的原因。利用RBF神经元网络和相空间重构理论,给出由测量所得的实验数据序列计算系统的Lyapunov指数谱的方法,并应用于数字仿真系统。     

基于数学形态学的混沌信号分数维提取研究

针对具有混沌分形特性的时间序列求取分数维的研究,提出了一种新的基于数学形态学的提取方法。该方法计算速度快,对Lorenz等系统进行的试验表明,其相关维与给出的新算法的计算结果很接近,为快速提取混沌分形特征提供了可能。在选择膨胀和腐蚀的尺度时要注意选择的尺度越合适,计算精度越高,并且越能反映时间序列的局部特性。     

四阶累积量用于最小嵌入维数估计的新方法

用能反映非线性结构的四阶累积量函数代替相关函数构造矩阵,对奇异值分解法进行改进.对比分析了用四阶累积量函数构造矩阵的多种方法,得到两种较好的构造矩阵的方法.其中当四阶累积量函数的两个变量分别在矩阵的对角线方向和偏离对角线方向取值并且第三个变量取零时,得到的矩阵的分析效果最好.并用此方法分析由Henon映射、Lorenz模型生成的混沌时间序列.实验结果表明了改进后方法的有效性及稳定性,并且改进后方法适合小数据量的情况且计算效率高.     

非线性自回归时序模型研究及其预测应用

从函数逼近和系统辨识两个方面推导了非线性自回归时序模型(GNAR模型)的物理结构,通过公式推导及仿真数据研究GNAR模型与确定性实函数、经典时序模型和混沌序列的关系,明确GNAR模型对系统逼近的机理.以Lorenz系统输出的混沌序列和现代经典时序-太阳黑子序列为算例进行数据实验,证明了GNAR模型在建模和预测方面的优越性.     

交通流时间序列中混沌特性判定的替代数据方法

替代数据方法是判定时间序列中是否具有混沌特性的一种有效方法，本文介绍了该方法中一种基于关联维数的混沌判据。并将该方法应用于１５分钟和５分钟采样周期的实测交通流时间序列中，计算结果表明交通序列中含有混沌特性。     

基于混沌和RBF神经网络的短时交通流量预测

针对传统的应用数学模型方法在短时交通流预测精度和实时性方面存在的问题，论文从非线性时阅序列的角度对短时交通流量预测进行探讨，提出采用基于混沌理论的RBF神经网络预测方法。首先在采用小数据量的Lyapunav指数计算方法判定交通流存在混沌的前提下，对交通流量数据进行相空间重构。构建了RBF神经网络，并对模拟产生的Lorenz和Rossler混沌时间序列数据以及实际采集的高速公路交通流量数据进行了仿真研究。结果表明，该方法对模拟产生的混沌时间序列具有很好的预测效果，在交通流量的短时预测上也具有较高的预测精度。     

拓扑等价Lorenz系统混沌同步的线性反馈控制

改变Lorenz系统中的非线性函数得到变形Lorenz系统,利用Hartman-Grobman线性化定理证明二系统是拓扑等价的混沌系统。采用线性反馈控制方法实现了两个拓扑等价系统之间的混沌同步。根据Lyapunov稳定性理论,得到了线性反馈控制增益的取值范围。设计了实现两个拓扑等价Lorenz系统线性反馈混沌同步的实验电路,并通过实验对理论分析进行验证。提出利用拓扑等价系统之间混沌同步进行保密通讯的方法。与传统的保密通讯方法相比,该方法具有更好的保密性能。     

邻域自适应选取及权值平均的投影去噪方法

针对常规局部投影方法在选取邻域点和还原时间序列两方面存在的不足,基于混沌时间序列的相空间重构理论,提出了一种基于相空间重构理论的改进的局部投影非线性去噪方法。该方法在邻域范围的选取和时间序列还原两方面进行了改进。用自适应的邻域选取方法代替了常规的固定邻域范围的方法,同时用加权平均代替直接平均还原时间序列。用改进后的方法对不同初始噪声水平下的Henon时间序列和Lorenz时间序列进行仿真,比较常规方法和改进方法去噪后的信噪比,仿真结果表明提出的改进方法能够更有效地去除包含在时间序列中的噪声成分,同时又能够较好地保留原系统中的混沌特性。     

嵌入窗方法确定混沌系统重构参数的仿真研究

Takens嵌入定理为混沌时间序列相空间重构提供了理论依据,以LORENZ典型混沌系统为研究对象,通过仿真实验研究了两种嵌入窗方法(C-C法和自动嵌入式相空间重构算法)确定相空间重构参数的步骤和嵌入窗确定指标的选取依据,指出了嵌入窗方法的适用条件和局限性,在自动嵌入式相空间重构算法的基础上提出了AD法和BP神经网络相结合的嵌入窗相空间重构方法,并分析了积分步长对混沌系统重构参数的影响,仿真研究表明,嵌入窗宽度必须由嵌入维和时间延迟共同确定,基于平均轨道周期的改进C-C法利用低维混沌时间序典的伪周期特性,能够快速确定嵌入窗宽度,改善计算效果.     

串并联系统的模糊可靠性

串并联系统的模糊可靠性冷护基（东南大学机械系，南京２１００１８）ＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｕｚｚｙＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＳｅｒｉｅｓａｎｄＰａｒａｌｌｅｌＳｙｓｔｅｍｓＬｅｎｇＨｕｊｉ（ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ...     

经济时序动力系统的分形及混沌特性研究

给出根据经济时序动力系统实测数据分形及混沌特性分维数的概率统计估计，算法的误差分析，相关参数对分维数计算影响程度的分析，计算中所取点数与分维数之间的的研究与计算机程序，并建议分维数、嵌入维数及计算点数的选出方法，算例表明本文建议的方法是有效的。     

非线性时间序列的相空间重构技术研究

分析了混沌时间序列相空间重构中常用的C-C方法所存在的四点不足,提出了改进的C-C-2方法.该方法改进了时间序列关联积分的计算方法和参数,利用混沌序列周期N的概念,提出了通过寻找Scor(t)的第一个属于混沌序列周期N的局部极小峰值,来确定最优延迟时间窗口的判断方式;并只寻找平均ΔS2(t)的第一个极小值来确定最优时间延迟,所得结果更合适、稳定,而且将原算法的抗噪能力由30%提高到80%.     

AR 建模预测可信度的非线性判据

经济系统中包含着复杂的非线性结构。本文应用Ｇｒａｓｓｂｅｒｇｅｒ－ｐｒｏｃａｃｃｉａ方法,通过时间序列的相空间重构和关联积分的计算,检测时间序列中的非线性结构,给出经济系统中ＡＲ（ｑ）建模预测可信度的另一种非线性判据。     

基于T检验的水文时间序列HHT分析方法及应用

Hilbert-Huang变换方法(HHT)是针对非线性、非平稳序列的一种新的时间序列分析方法.针对前人在应用中存在的忽略统计检验的问题,提出了对本质模态函数(IMF)的周期进行T检验的改进方法,设计了基于T检验的HHT模型计算步骤和算法流程,可检验IMF周期的有效性.将改进后的HHT方法用于长江宜昌水文站50年的逐日径流量的分析中,得到了14个反映径流序列波动规律的IMF、一个反映径流变化趋势的趋势项r及Hilbert谱.研究表明,宜昌站径流量存在1~3a、4~5a、9a及准14a的年际变化周期,年内波动对整个径流序列的影响亦较大.对比分析表明了所设计的基于T检验的HHT方法的有效性.     

运载火箭导航计算子系统建模与仿真

以国产CZ系列运载火箭为研究对象，在分析火箭导航计算子系统数学模型的基础上，建立导航计算系统的仿真模型并进行了全数字仿真。先将子系统分解成一系列功能相对独立的模块。如地球引力加速度计算模块、速度计算模块、位移计算模块等。采用MATLAB／Simulink对这些功能模块建立仿真单元模型，然后再进行仿真单元模型的集成。构建出运载火箭导航计算子系统的仿真模型，输入该型号运载火箭实际飞行中采样得到的加速度计输出信号进行仿真验证，得到的速度与位移变化仿真结果与实际情况基本相符，证明仿真模型建立正确、方法采用得当、有效。     

应用改进型小数据量法计算交通流的最大Lyapunov 指数

最大Lyapunov指数是非线性系统的一个非常重要的特征量.微观仿真交通流具有典型的非线性,计算交通流的最大Lyapunov指数对研究交通流的非线性特征具有重要意义.通过用虚假临界点法计算嵌入维数可以使小数据量法更加完善.首先应用改进型小数据量法计算几个典型的非线性系统的最大Lyapunov指数,验证算法结果的准确性.然后再用此方法首次对Bierley跟驰模型产生的微观仿真交通流和微观实测车流的时间序列进行实证分析.结果表明,该方法能较准确的计算出最大Lyapunov指数,可以作为研究交通流非线性特征的定量方法.     

考虑混合维修策略的复杂系统区间可用度

针对马尔可夫过程只能计算故障时间和维修时间服从指数分布、更新过程只能计算故障时间和维修时间服从独立同分布系统可用度的局限,以及现有可用度模型没有同时考虑不同维修策略和环境因子对系统可用性的影响的现状，构建了一种考虑混合维修策略和使用环境的复杂系统的区间可用度模型。该模型假设系统的故障和维修时间服从任意分布,不同的故障模式采取不同的维修策略。计算系统停机时间时，考虑了系统的预防性维修时间、修复性维修时间和保障延误时间。以某型无人机控制系统为例,对设计方法进行了验证。系统关键部件服从不同参数的威布尔分布，系统维修时间和延误时间均服从正态分布。结果表明,设计方法可行、正确,可为基于可用度的预防性维修周期优化、效能权衡和通用质量特性指标阈值设计提供技术支撑。     

设备故障评估新指标及基于ARMA的预测系统

设备故障停机时间受生产调度的影响较大,不能真实反映设备的自身性能,且具有很强的随机性和波动性,不适于直接用来进行自回归移动平均(auto-regressive moving average,ARMA)建模.针对此问题,提出一种设备故障评估指标--设备不可用度,将设备故障停机时间转换为设备不可用度,通过异常点替代和数据平...     

推广的M~x/G(M/G)/1(M/G)可修排队系统(Ⅱ)—— 一些可靠性指标

进一步研究推广的MxG(MG)1(MG)可修排队系统,讨论了服务台如下的可靠性问题:1)在时刻t失效的概率,即不可用度;2)在“服务员忙期”内的失效次数;3)在(0,t]内的平均失效次数及其渐近展开;4)在“服务员忙期”内的失效时间;5)在(0,t]内的平均失效时间及其渐近展开,得到一系列结果,并给出了便于计算(0,t]内的平均失效次数和平均失效时间的近似式