投资时间序列的混沌分维研究

以某市固定资产投资同比增长数据为根据,利用混沌动力学中的相空间重构技术、幅值谱分析、庞加莱截面等方法进行分析,并计算其关联分维,得出其饱和嵌入维数为5、关联分维约为17,初步确定某市固定资产投资增长过程具有混沌特性,有5个因素影响着某市固定资产投资的同比增长幅度,其中2个因素起决定作用·该法可用于复杂的经济系统的分析研究·     

时间序列分维数提取算法的研究

混沌时间序列的分维数是描述其混沌特性的一个重要参数．这里介绍的改进的分维数提取算法是在传统的Ｇ－Ｐ关联维数分析算法的基础上，结合奇异谱分析技术，构造了基于奇异谱分析的关联维数提取算法，克服了原始Ｇ－Ｐ算法抗噪声干扰能力较差的缺点，同时具有可靠性较高、结果精度较理想、运算速度较快等优点     

短角幽天牛成虫林间种群数量的混沌特性

根据混沌理论,分别采用功率谱分析法、关联维数和嵌入维数、最大Lyapunov指数和主分量分析法识别短角幽天牛成虫林间种群数量序列的混沌特性,将短角幽天牛成虫林间种群数量的一维时间序列拓展到多维相空间中去,得出主要的混沌特性指标.研究表明:不同的混沌判定方法结果均显示短角幽天牛林间种群数量序列具有混沌特征,属于混沌时间序列;在拓展的多维相空间中存在吸引子,并具有分维结构,当延迟时间 T=2、嵌入维数m=12时,对应的相空间中关联维数D=3.260 9,最大Lyapunov指数λ1=0.288 6.因此,短角幽天牛成虫林间种群数量一维时间序列存在混沌特性,可以用重构相空间方法对其进行预测.     

猩红热和流脑流行过程的混沌分维研究

以本溪市1955～1996年的猩红热和流脑逐月发病的数据为根据,利用混沌动力学中"相空间技术",对流行病过程进行能量谱分析及混沌分析.发现流脑的流行过程是混沌的,猩红热的流行过程是周期的;并得到本溪流脑数据的混沌迭代模型.在模型参数变化范围内,经历了周期状态、混沌状态、吸引不动的稳定状态之间的转换,这表明流脑流行过程是复杂的,给出流行的"阈值",以控制其流行涨落;求出流脑的关联分维是2.821.为离散时间序列的分析研究提供了一种新方法.     

南水北调西线工程调水区径流序列特性分析

应用重构相空间技术和混沌理论对月径流时间序列的特性进行了分析.以南水北调西线工程调水区主要河流附近的甘孜、朱巴等4个水文站月径流时间序列为对象,研究了嵌入相空间维数和关联维数之间的变化关系,得到了饱和关联维数和最小嵌入维数,结果表明:当最小嵌入维数超过6时,关联维数逐渐趋于稳定,即达到饱和,得到饱和关联维数在1.1～1.5之间,说明这些月径流序列可能具有混沌特性,这一研究结果为利用混沌理论来建立径流的预测模型提供了较为科学的依据.     

百日咳流行过程的关联分维研究

以辽宁省本溪市１９５５～１９９６年的百日咳逐月发病数(Ｘｔ)为根据,利用混沌相图和递次振幅图,发现Ｘｔ具有混沌分布的迭代模型·根据分形理论中关联分维的定义,得到本溪百日咳流行过程奇怪吸引子的分维值为２－６６７,其中计划免疫前分维值为２－７２２,计划免疫后分维值降为１－９３８,说明百日咳流行过程中,其相空间轨道存在有规则周期性或向平稳状态发展的趋势·通过对功率谱指数的分析,证明百日咳的传染是混沌的,动力性态符合一个受噪声摄动的高－低４年循环·     

猩红热和流脑流行过程的混沌分维研究

以本溪市１９５５～１９９６年的猩红热和流脑逐月发病的数据为根据,利用混沌动力学中“相空间技术”,对流行病过程进行能量谱分析及混沌分析·发现流脑的流行过程是混沌的,猩红热的流行过程是周期的;并得到本溪流脑数据的混沌迭代模型·在模型参数变化范围内,经历了周期状态、混沌状态、吸引不动的稳定状态之间的转换,这表明流脑流行过程是复杂的,给出流行的“阈值”,以控制其流行涨落;求出流脑的关联分维是２８２１·为离散时间序列的分析研究提供了一种新方法·     

混沌及其在电力工程中的应用研究进展

混沌理论是非线性科学的重要分支,具有丰富的内涵和广博的外延空间,在很多领域都得到了广泛的应用.总结了混沌的重要本质特性,即非线性和内随机性、敏感性、遍历性、分维性和广谱性等,分类讨论了利用这些混沌特性解决有关工程实际问题的应用情况;并以电力系统这一典型的大规模非线性系统为背景,分析了混沌理论在电力系统稳定分析及其控制、电力系统经济调度与优化、电力系统短期负荷预测以及电气设备状态监测等方面的应用研究进展.     

基于相空间重构的Internet业务流量非线性动力学分析

基于相空间重构的概念,即通过测量函数获得的L维时间序列来研究动力系统的动力学行为的方法,研究了TCP-Reno在RED和DropTail机制下的拥塞窗口变化特性,以及TCP和UDP共享链路时的流量特性.利用相空间重构将单一标量时间序列重构为高维相空间,从而进一步研究了高维相空间的混沌等特性.分析结果表明:在一定的实验条件下,拥塞窗口变化值的关联维数为分数,最大Lyapunov指数为正,高维相空间具有混沌特性且其Hurst参数接近于1,此时的空间同时具有严格的二阶自相似性;流量值的关联维数为分数,最大Lyapunov指数为正,该空间亦具有混沌特性.     

滚珠丝杠传动非线性刚度动态特性的数值仿真

数控工作台是一个复杂的非线性动力学系统.其滚珠丝杠副刚度的非线性变化规律分别呈软弹簧和硬弹簧特性,其动态特性分别遵循软、硬特性的Duffing方程.用MATLAB/SIMULINK仿真平台,分别对软、硬特性Duffing方程的动态特性进行仿真,得到不同工况下的特征相图.仿真结果表明其几何特征丰富多彩;存在周期运动、准周期运动和混沌运动等多种运动状态;存在由倍周期分岔向混沌运动的演变过程;软特性比硬特性运动状态复杂、出现混沌的机会更多.提出了为提高精加工过程中的质量,应把工件装夹在工作台中间,使加工过程中滚珠丝杠副运行在弱非线性区;精选走刀方向,使刚度非线性呈硬特性,以减少出现混沌的机会.     

镐型截齿截割阻力序列的混沌分形维数与能耗

为更好地评价截齿截割性能,根据镐型截齿截割阻力实验曲线,利用功率谱法定性地分析截割状态的混沌特征,给出了截割阻力序列混沌分形维数与能耗和盒维数码尺的关系,应用MATLAB定量求出两种安装角度截齿截割阻力时间序列的盒维数。结果表明,45°安装角截齿的截割阻力盒维数及能耗大于40°安装角。建立的截割阻力维数、能耗模型,为滚筒式采煤机的截割理论研究和设计提供了新的方法和途径。     

污泥干燥速度曲线的分形维数分析

污泥的干燥速度变化是干燥过程中水分运动的宏观表现，对内部微观的传热传质动力学机制有重要揭示。利用功率谱分析对实验所得间接式加热的污泥干燥速度变化进行分形和混沌特性的判别，并提出Hausdorff维数和整体盒维数的计算方法，以分析其分形规律。通过判断得知，污泥的干燥速度变化具有分形特性。速度变化的Hausdofff维数随参数N值的增大而增大，但波动范围变小，且随着干燥过程进行，其值逐渐减小．另一种反映整体变化的维数——盒维数可以采用变换法计算得出，可用于判别干燥过程的整体分形特性。2种方法所得维数显示，污泥种类和干燥温度等对干燥速度变化的分形均有较大影响。     

一维带限Weierstrass分形粗糙面电磁散射的微扰法研究

运用微扰法研究了平面波入射粗糙面的电磁散射问题。采用一维Weierstrass分形粗糙面模拟实际的粗糙面,结合其功率谱密度导出了散射系数计算公式;通过数值计算得到HH极化状态下散射系数的角分布曲线,讨论了分维、标度区间、空间基频、粗糙面高度起伏均方根以及入射波频率的变化对散射系数的影响;得到了平面波入射一维带限Weierstrass分形粗糙面散射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征。     

九江年降水时间序列的混沌特性

针对近百年来九江年降水时间序列资料，应用分形理论，探讨了不同嵌入相空间下时间序列关联维的变化规律。计算得到了其饱和关联维数ｄ＝５．０８，最低嵌入维ｍ＝９以及Ｋｏｌｏｍｏｇｏｒｏｖ熵ｋ＝０．４５２。结果表明，九江年降水时间序列是一混沌序列。从而，为进一步建立年降水预测预报模型奠定了基础。     

语音信号非线性特征的研究

随着研究的深入,语音信号的非线性特征逐渐被人们发现,传统的基于分段线性的语音信号处理方法存在局限性,因此用非线性方法对语音信号进行处理对于提高处理质量相当重要。文章介绍了非线性理论在语音信号处理中的一些应用,首先采用延时相图法重构语音的混沌吸引子,然后用分形维数、Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数等非线性动力学参数反映语音信号的非线性特征,设计计盒维数算法并行运用于语音分割,最后根据语音信号时域波形分形结构设计     

多重分形维数在语音分割和语音识别中的应用

语音气流中具有混沌特征,而分形可以定量地分析混沌现象,故分形可作为分析语音信号的数学工具．由于传统的Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ－Ｂｅｓｉｃｏｖｉｔｃｈ 维数没有考虑关于集合中点的分布信息,本文引入多重分形维数来克服上述缺点．实验表明,多重分形维数语音分割方法明显好于单一Ｈａｕｓｄｏｒｆｆ－Ｂｅｓｉｃｏｖｉｔｃｈ 分形维数的语音分割方法     

一种基于分形理论的语音分割新方法

语音是由混沌的自然音素组成的，而分形可以很好地为成混沌状态的自然音素建模．语音波形具有分形特征，将分形用于改善语音识别技术越来越受到重视．语音的特性决定了每一个音素展现其固有模式，因此相邻音素之间的分维值不同．通常求取语音波形的分维值轨迹可把人的发音分割成句子、词、甚至音素．实验证明，该方法在语音分割中取得了很好的效果．     

激光切割表面三维形貌的分形特征

利用白光干涉仪测量激光切割碳素钢表面轮廓数据,应用分形几何学分析激光切割表面的三维形貌特征.采用盒计数法计算激光切割表面的三维分形维数.结果表明：不存在一个超越尺度范围普适的分形维数,只有当尺度r小于轮廓最大高度Ry,才表现出分形特征.对同一激光切割表面进行表征时,同尺度的Ra沿厚度方向变化波动较大,分形维数Db能够对整体表面形貌的复杂程度有着较稳定的表征.分析激光切割表面的三维形貌特征,分形维数表征激光切割表面微观结构的复杂程度,表面粗糙度可对激光切割表面轮廓高度特性进行辅助评价.     

心电信号的混沌分形特性分析

为了给心脏病的辅助诊断和治疗提供科学依据,提高临床诊断的准确性,利用混沌分形理论研究了心电信号 Ｅ Ｃ Ｇ Ｓ（ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈ Ｓｉｇｎａｌ）,提取了 Ｅ Ｃ Ｇ Ｓ的网格分形维数。指出貌似随机的、无规则的心电图的变化可以用混沌动力学系统加以刻划,并且其混沌吸引子是低分维的。计算结果表明,网格分形维数是描述心脏动力学系统的拓扑不变量,且不同的取值范围反映了心脏不同的状态。因此可以将之作为诊断心脏异常与否的新指标,这将对心脏病的临床诊断有着重要的实际意义和理论价值     

混沌时间序列的多重分形维数谱

仅用一个分形维数来刻画混沌时间序列是不够的，必须用多重分形维数谱来描述混沌时间序列在不同层次的奇异测度，不同文献对沪指和深指的分形维数的计算结果相差甚大，其深层次的原因是混沌时间序列的多重分形维数谱的存在。本文对混沌时间序列多重分形维数的信息谱、奇异谱、动熵谱等问题进行探索，并简介其应用。