A new measure to characterize multifractality of sleep electroencephalogram

Traditional methods for nonlinear dy-namic analysis,such as correlation dimension,Lyapunov exponent,approximate entropy,detrended fluctuation analysis,using a single parameter,cannot fully describe the extremely sophisticated behavior of electroencephalogram (EEG). The multifractal for-malism reveals more “hidden” information of EEG by using singularity spectrum to characterize its nonlin-ear dynamics. In this paper,the zero-crossing time intervals of sleep EEG were studied using multifractal analysis. A new multifractal measure Δasα was pro-posed to describe the asymmetry of singularity spec-trum,and compared with the singularity strength range Δα that was normally used as a degree indi-cator of multifractality. One-way analysis of variance and multiple comparison tests showed that the new measure we proposed gave better discrimination of sleep stages,especially in the discrimination be-tween sleep and awake,and between sleep stages 3 and 4.     

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.      

交通流的混沌特性分析及其预测

实时准确的短时交通流预测是智能交通系统中实现交通控制和诱导的关键技术之一.首先,采用饱和关联维数法和互信息量法对交通流时间序列的嵌入维数和延迟时间进行计算,并根据计算结果对交通流时间序列进行相空间重构;然后,采用wolf方法计算其最大Lyapunov指数,并对其进行功率谱分析,结果表明,交通流时间序列具有噪声;最后,分别采用基于BP神经网络和RBF神经网络的预测模型对交通流时间序列进行预测,结果表明,2种模型对短时交通流均能较好预测,但后者的预测精度较高,预测速度较快.嵌入维数;延迟时间;相空间重构;BP神经网络;RBF神经网络     

时间序列分形特征的判别

研究了判断时间序列是否具有分形特征的几个参数：庞加莱映射,李雅普诺夫指数,关联维数,功率谱及赫斯特指数,分析了它们各自的优缺点。认为：在已知动力学系统时,使用庞加莱映射和李雅普诺夫指数就能准确地判断该时间序列是否分形;在不知道动力学系统时,使用功率谱及赫斯特指数更好些。最后给出了分形在时间序列分析中适用的场合。     

类恒LE谱混沌系统的分析、控制及实现简

基于Sprott系统提出一个新的恒李雅普诺夫指数谱的三维混沌系统,系统含有4个参数和平方非线性项。通过对Lya-punov指数、Lyapunov维数、Poincare截面、功率谱、分叉图、和LE谱的理论分析和数值计算,研究了新系统的基本动力学特性。分析了参数的变化对新系统的动力学行为的影响,可知第一维状态参数变化时,系统的Lyapunov指数谱保持恒定且具有调幅、倒相特性,通过设计单个控制器,实现主从系统的同步控制。利用Multisim软件对新系统的实现以及同步控制进行硬件电路仿真,仿真结果与数值一致,证实了该系统的可实现性。     

一种变形Liu混沌系统的分析及电路实现

构建一种新的变形混沌系统,分析研究其动力学行为。用数值研究系统的相图、时域图、Jacobian 矩阵特征值、Lyapunov 指数谱及其维数,并利用电路仿真软件设计实现该变形 Liu 混沌系统吸引子。数值和电路仿真软件实验验证了其正确性。     

虚拟股市建模与混沌分析

从证券市场的微观结构入手 ,建立了基于Multi_Agent的股市模型 .计算了模型产生的股价时间序列的Lyapunov指数和关联维 ,并对其进行主分量分析 .对比研究表明 :该模型不仅能产生与真实股市极为相似的股价走势 ,而且其混沌行为与真实股市有深刻的一致性 ,可以通过对此模型的深入研究揭示真实股票市场这类复杂系统的演化规律与运作机理 .     

三维类Lorenz混沌系统的变形与超混沌实现

在三维类Lorenz混沌系统的基础上增加一维状态和两个参数,构建了一个新的四维超混沌系统。利用非线性动力学分析方法简要分析了该系统平衡点的稳定性、超混沌吸引子的相图、分岔图、Lyapunov指数谱和Lyapunov维数等基本动力学特性。结果发现新的四维系统随着新引入的两个参数(p和m,pu为非线性控制器,u的变化率u=mx)变化分别呈现周期、拟周期、混沌及超沌混动力学行为,动力学行为相同,但随m的变化范围较大。     

胎儿心率时间序列的非线性混沌特性分析

根据胎儿心率（Fetal heart rate, FHR）信号属于短数据量时间序列的特点, 利用替代数据方法, 并结合判断混沌特性的特征量关联维、 最大李氏指数和复杂度对FHR信号进行分析. 结果表明, 两组FHR信号与依据两种零假设所产生的替代数据差别较大, FHR信号具有非线性成分, 由混沌特征量的判据S＞2可知, FHR信号具有非线性混沌特性.      

非线性转子局部碰摩故障的分叉与混沌行为

研究了非线性转子系统碰摩故障的分叉与混沌行为,应用中心流形定理和n维Hopf分叉定理分析了转子系统特征值出现双零实部的情形,讨论了非孤立奇点对转子系统分叉特性的影响,得到了相应的稳定条件,并进行了计算机仿真数值模拟·分析表明,非线性转子系统发生碰摩时,呈现多种形式的周期与概周期运动,以及多种分叉与混沌行为·     

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。     

EEG数据的李氏指数计算与主成份分析

采用新的经验公式计算EEG数据的Lyapunov指数；其中在脑电低维假设下先求出关联维作为拓扑维以确定重构维数，计算结果以采样频率定标，还对EEG数据进行主成分分析，并指出上述计算与分析潜在的意义。     

MPEG-4视频业务特性分析

分三方面对MPEG-4的视频业务特性进行分析研究.首先对MPEG-4进行概述,然后分析MPEG-4视频业务的多重分形性,并建立了多重分形小波模型,最后对MPEG-4在NGN中的应用前景进行了探讨.     

Rikitake双盘发电机模型的混沌与同步

文中利用非线性动力学理论讨论了Rikitake双盘发电机模型的混沌特性。数值计算得到该模型的定态解,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。利用全局分岔图和最大Lyapunov指数谱表征了系统在μ∈[0.1,7]时具有的丰富的动力学行为,利用耦合混沌同步方法实现了该发电机模型的混沌同步。     

热-机载荷作用下弹性梁大振幅振动的混沌响应

考虑几何非线性和外阻尼效应,导出弹性梁大振幅振动的动力学控制方程,研究两端不可移简支梁在横向周期载荷和非均匀热载荷共同作用下的混沌运动.采用Galerkin变分原理将问题的非线性偏微分方程转化为二自由度的Hamilton系统,由Melnikov方法解析给出系统发生混沌运动的临界条件;数值计算出Lyapunov指数和分形维数,并绘制出反映系统运动特征的相平面图、位移波形图以及功率谱图,分析梁的非线性动力学行为.结果表明,在热轴力大于临界值后梁的运动会呈现混沌性态.     

一种新的超混沌系统的计算机仿真分析

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,在Lü系统中加入一个非线性状态反馈控制器构造了一种新的光滑四维超混沌系统.运用经典的四阶Runge-Kutta数值积分法求出该系统的数值解,绘制了该系统的吸引子的相图、时间相应图、功率谱图、分岔图、Lyapunov指数谱图等.分析结果表明,新的四维超混沌系统随着参数变化呈现超混沌、混...     

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。     

ENSO非线性预报

运用非线性时间序列分析方法,结合全局函数拟合和lyapunov指数分析对厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的时间演变进行研究。方法包括：相空间重构,lyapunov指数分析,全局函数拟合,主分量分析,最小二乘拟合。资料为CZ (Cane & Zebiak)模式产生的月平均海表温度异 常（SSTA）场。采用非线性混沌时间序列预报,不同于传统的时间序列分析方法。相比其他模式,它能用较少的资料得到较好的预报结果,为今后的ENSO预报提供了一个可供参考的方法。     

基于MPEG-7标准的行人模型描述与实现

智能交通系统中的行人检测一直是难点和热点。为了对交通混合流视频中的行人信息进行自动和规范化描述,实现一种基于MPEG—7标准的行人描述模型。由于MPEG—7标准是一种用来描述所有多媒体数据的接口框架,因此它的结构非常复杂。为了描述的可操作性、规范性和易用性,在MPEG—7描述的视觉描述的基础上构建了基于语义行人描述模型,除了对视频中行人对象视觉信息做了系统化的描述,该模型还对视频中的行人做出了语义分析,并按照MPEG—7标准进行了相应的描述。实验详细的阐述了自动获取高层语义信息的过程,实验最后给出了描述模型实现的结果。     

时滞三角型混沌系统的滑模自适应同步控制方法

为解决一类时滞三角型混沌系统的同步控制问题, 设计了时滞三角型混沌系统, 并通过分岔图、 Poincare映射、 功率谱分析和最大Lyapunov指数计算分析了混沌动力学特性。并在此基础上, 提出了时滞三角型不确定混沌系统的滑模自适应同步控制方法, 利用滑模控制和自适应控制相结合的方法提出了单维同步控制器的设计。数字仿真表明, 时滞三角型混沌系统的滑模自适应同步控制是有效的。