心磁和心电信号的混沌时间序列分析

计算了一组心磁和心电检测信号的关联维数和最大李亚普诺夫(Lyapunov)指数.心磁和心电信号的关联维数分别在2.28±0.27和1.12±0.13范围内,最大Lyapunov指数分别在0.68±0.12和0.32±0.04范围内.对其它4组数据中心测点的计算结果也说明心磁和心电信号具有混沌特性.此外,结果显示心磁边缘测点的混沌吸引子与中心部分有明显差别,可用于分析信号的有效检测范围.     

恒Lyapunov指数谱混沌系统的广义同步

文献[11]提出了一种恒Lyapunov指数谱混沌系统,该系统存在一个局部变幅参数,能够线性调整输出混沌信号中的两维信号的幅值,而不改变其混沌动力学特性.利用广义同步的方法,研究了该恒Lyapunov指数谱混沌系统的同步控制,使用混沌遮掩的方法进行了数值仿真实验.结果证明了广义同步方案的有效性,并指出了应用前景.     

一个四维混沌电路系统及其在保密通讯中的应用

四维系统的Lyapunov指数中有一个大于0,即表明该系统是混沌系统.利用Multism软件设计了该混沌系统的模拟电路图,采用驱动响应式方法完成了系统的混沌同步,并给出了两种图片保密通讯方案,数值模拟表明图片数字化后与混沌信号同步传输比混沌信号对像素点位运算加密方法的效果要好.     

Lyapunov特性指数用于混沌判据

针对系统动力学行为相变量上的判别依据问题,将Lyapunov特性指数作为混沌判据,引入微弱信号混沌检测领域.详细阐述了用于微弱谐波信号混沌检测系统的Lyapunov特性指数的计算方法,给出了Lyapunov特性指数与待测微弱谐波信号幅值间的关系曲线以及系统相变前后的Lyapunov特性指数的时间演化曲线.仿真实验证明了该算法的有效性,与Melnikov方法相比,以Lyapunov特性指数作为混沌判据具有计算简单、判别准确的优点.     

基于Lyapunov指数的电阻点焊声音混沌时间序列识别

以混沌理论为基础,对电阻点焊声音信号进行了分析与研究,通过计算8种不同焊接规范下时间序列的最大Lyapunov指数,发现点焊声音信号中的Lyapunov指数均大于0,揭示了声音信号中存在混沌现象,该研究为点焊质量的判断和预测开辟了有效的途径.此外,采用经典欧式几何方法描述声音信号误差较大,提出了用曲线盒维数作为特征值来量化具有混沌特性的点焊声音信息,结果表明,盒维数能反映点焊质量微小变化,可提高质量检验的准确性.     

基于混沌特性和BP神经网络的室性早搏的自动诊断

心电信号是诊断心血管疾病的重要依据.通过心电信号的混沌特性分析和Lyapunov指数导数的相关计算,准确提取了室性早搏(premature ventricular contraction,PVC)的特征,进而,通过BP神经网络的训练,完成了室性早搏心拍在心电信号数据序列中的正确识别,实现了室性早搏的自动诊断.利用MIT-BIH心律不齐数据库中的数据对算法的可行性进行了验证,结果表明该算法有良好的稳定性和较高的准确率,能很好地完成室性早搏的快速诊断.     

永磁同步电机特定参数下的比例微分控制与同步

讨论了永磁同步电动机模型的混沌特性,并分析了该定态解的稳定性.利用数值仿真,得到该模型在一定参数和初始状态下的吸引子和Lyapunov指数.利用比例微分控制器对系统的混沌行为进行了有的控制.并采用非线性反馈的方法构造了一个混沌同步系统.用Lyapunov第二方法从理论上证明了该同步方法的有效性,接着又用Matlab软件对该系统进行仿真验证了同步方法的有效性.     

Chen氏系统的追踪控制与同步(英文)

本文讨论了Chen氏混沌系统的控制与同步方法.运用Lyapunov函数法,证明了受控后的Chen氏混沌系统能以指数速率收敛于任何参考信号.在此基础上,分析了Chen氏混沌系统的自同步、特别是异结构同步.最后用数值模拟证实了结论的可靠性.     

单环掺铒光纤激光器的混沌同步

研究具有损耗调制的单环掺铒光纤激光器的混沌及其同步, 通过计算系统最大Lyapunov指数可知, 在一定参数条件下, 激光器处于混沌状态. 利用混沌驱动同步法实现了激光器的混沌同步, 通过计算最大条件Lyapunov指数随驱动强度的变化, 确定了使两个激光器达到混沌同步的参数条件, 并研究了激光器中参数不匹配对混沌同步的影响.      

Liu系统的跟踪控制及其在保密通信中的应用

针对Liu混沌系统的追踪控制和同步问题及在保密通信中的应用进行了仿真研究,分析了Liu混沌系统的基本特性.基于Lyapunov稳定性原理,设计出非线性控制器,实现了混沌系统对任意具有一阶导数的参考信号的追踪,并且用这种方法追踪混沌系统的输出信号,实现了2个异结构混沌系统的同步.用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信,用混沌系统的状态变量对信息信号进行加密后,与混沌信号的输出信号一起传送到接收端,发送和接收系统同步以后,在接收端解密恢复出信息信号.仿真结果表明,该方法可以实现单调快速同步,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号.     

Lyapunov exponents for synchronous 12-lead ECG signals

The Lyapunov exponents of synchronous 12-lead ECG signals have been investigated for the first time using a multi-sensor (electrode) technique. The results show that the Lyapunov exponents computed from different locations on the body surface are not the same, but have a distribution characteristic for the ECG signals recorded from coronary artery disease (CAD) patients with sinus rhythms and for signals from healthy older people. The maximum Lyapunov exponent L1 of all signals is positive. While all the others are negative, so the ECG signal has chaotic characteristics. With the same leads, L1 of CAD patients is less than that of healthy people, so the CAD patients and healthy people can be classified by L1, L1 therefore has potential values in the diagnosis of heart disease.     

Chaotic phenomenon and the maximum predictable time scale of observation series of urban hourly water consumption

The chaotic characteristics and maximum predictable time scale of the observation series of hourly water consumption in Hangzhou were investigated using the advanced algorithm presented here is based on the conventional Wolf's algorithm for the largest Lyapunov exponent. For comparison, the largest Lyapunov exponents of water consumption series with one-hour and 24-hour intervals were calculated respectively. The results indicated that chaotic characteristics obviously exist in the hourly water consumption system; and that observation series with 24-hour interval have longer maximum predictable scale than hourly series. These findings could have significant practical application for better prediction of urban hourly water consumption.     

基于一个新的混沌系统的数字水印研究

研究了一个新的混沌系统在数字水印中的应用问题,利用数值计算等方法分析了一个新的连续混沌系统较通常的混沌迭代映射具有更大的李雅普诺夫指数的特点．利用混沌系统极其复杂的动态特性,将其作为保密手段．以小波变换为工具,给出了混沌数字水印生成及嵌入的算法,并以一小波视觉模型为基础,做到自适应地嵌入水印．     

一种新的具有光滑二次函数多涡卷混沌系统及其FPGA实现

提出一类含有光滑二次函数的多涡卷混沌系统,该系统是对现有的多涡卷混沌系统的补充和完善。在多涡卷混沌系统中添加一个光滑二次函数,并对系统进行适当的修改,构造了一个新的具有光滑二次函数的多涡卷混沌系统。对系统平衡点进行了分析并作出Lyapunov指数谱、分岔图、相图以及对Poincaré截面进行了数值仿真,结果表明系统具有复杂的动力学特性。在IEEE-754标准下,利用FPGA设计了多涡卷混沌信号产生器,硬件实验结果与数值仿真结果相一致。     

水平管中气固两相流的混沌特征分析

对水平管密相气力输送系统的混沌动力学行为进行了分析,对煤粉浓度信号时间序列的最大Lyapunov指数和关联维数进行了计算。结果表明,系统的最大Lyapunov指数均大于零,这充分说明煤粉在水平管中的密相气力输送存在混沌特征。从密相移动床流区到沉积层流区,混沌吸引子由大变小,关联维数从1．5359减小到1．0764。说明从密相移动床流区到沉积层流区,流体系统运动的混沌程度逐渐减弱。     

混沌选择性映射降低MC-CDMA系统的峰均功率比

选择性映射是降低MC-CDMA系统信号峰均功率比(PAPR)的一种有效方法。采用不同相位序列的选择性映射降低PAPR的效果是不同的。提出了将混沌序列作为相位序列来降低MC-CDMA系统的PAPR，研究结果表明混沌序列能有效地降低MC-CDMA系统的PAPR，并且效果优于当前所采用的Golay Complementary，Shapiro-Ru-din，Random等序列。发现Lyapunov指数越大，混沌序列降低MC-CDMA系统的PAPR效果越好。     

耦合Lorenz振子的同步混沌分岔

研究了时空混沌系统－淹合Lorenz振子同步混沌的分岔行为,当非对称耦合参数达到临界值,耦合系统的同步混沌态发生Hopf分岔,在同步混沌态上迭加一个周期行波。分岔点的参数可由计算Lyapunov指数得到,分岔产生的行波频率等于分岔前临界横模的广义旋转数。继续增加非对称耦合参数,系统经历准周期、混沌到周期运动的变化。在这个过程中同步混沌发生Hopf分岔时产生的周期行波始终存在。     

基于混沌理论的局域网流量预测

局域网业务流中广泛存在自相似为特征的现象,并且自相似现象与混沌现象间存在紧密联系.通过采用局域网流量对应的时间序列分析的方法进行研究,基于相空间重构思想,通过C-C算法计算嵌入维和延迟时间;利用小数据量法计算局域网流量时间序列的最大Lyapunov指数来判断其混沌特性;针对基于最大Lyapunov指数的预测方法中只考虑中心点的最邻近点对预测的决定性作用,而忽略了其邻近点邻域内其他各点对预测结果的影响的特点,提出了基于最大Lyapunov指数的加权邻域预测法;最后通过实测局域网流量预测验证方法的有效性.      

三系统自动切换混沌电路的设计与实现

为产生复杂的混沌吸引子,构造了一个由三个子系统组成的自动切换混沌系统。该系统通过模拟开关,能够在3个子系统之间自动切换。通过李雅谱诺夫指数和分叉图分析了系统的混沌特性以及系统的平衡点、分形维数、耗散性等基本特性。设计了开关函数和切换混沌系统的模拟电路,通过该电路实现了3个混沌系统的自动切换。电路实验结果与计算机仿真、李雅谱指数、分叉图分析的结果一致。     

一种无限折叠混沌映射及其量化序列

研究了有限区间内具有无限折叠的一维偶对称混沌映射及其所产生的量化序列的统计特性．理论分析和仿真检验证实，该映射具有比传统有限折叠映射大的李亚普诺夫指数(LE)、二值自相关、均匀的不变分布等性质，相应的量化序列的分布特性由混沌映射和量化器的参数决定．选择适当的参数可使量化序列接近于独立同分布序列，是构造扩谱序列和密钥流序列的理想候选．