耦合映象格子中时空混沌的控制

采用相同的相空间压缩方法,有效地控制了均匀及非均匀耦合映象格子中的时空混沌.数值模拟结果表明,在一定的相空间压缩参数区域内,控制时空混沌到均匀稳定状态时,控制结果与控制参数之间存在确定的函数关系.利用这个控制方程,选择不同的相空间压缩参数控制耦合映象格子中的时空混沌,获得了各种所需要的稳定斑图 关键词： 时空混沌 耦合映象格子     

时空混沌系统的主动-间隙耦合同步

提出了离散系统中的主动-间隙耦合同步方法。该方法由同步相和自治相组成,在同步相,同步方案使得混沌系统趋于同步,而在自治相,两系统间的误差将迅速放大,导致同步失去。但只要同步相足够大,最终可实现系统的完全同步。从理论上讨论了同步条件,并在数值实验上讨论了同步相与耦合强度的关系。     

单向耦合映象格子的时空混沌同步

以耦合映象格子为对象,研究了时空混沌系统的同步问题. 基于Lyapunov稳定性定理,通过恰当地选择驱动函数,实现了两个单向耦合映象格子的完全同步. 仿真模拟验证了这种同步方法的有效性. 讨论了控制参量对同步速率的影响. 仿真模拟还表明,在存在系统偏差并受到噪声影响的情况下,仍然可以实现两系统的同步,这种同步方法具有一定的抗干扰能力. 关键词： 时空混沌 同步 耦合映象格子     

时空混沌系统的主动-间隙耦合同步

提出了离散系统中的主动-间隙耦合同步方法.该方法由同步相和自治相组成.在同步相,同步方案使得混沌系统趋于同步,而在自治相,两系统间的误差将迅速放大,导致失同步.但只要同步相足够大,最终可实现系统的准确同步.还从理论上讨论了同步条件,并利用该方法实现了耦合映象格子时空混沌系统中的混沌同步,给出了同步条件以及同步相与耦合强度的关系. 关键词：     

非线性耦合完全网络的时空混沌同步

利用N个Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点,通过非线性耦合构成完全网络,研究了这种网络的时空混沌同步问题.首先给出了复杂网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进一步基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件以及控制增益的取值范围.最后,通过仿真模拟检验了以Fitzhugh-Nagumo模型作为网络节点所构成的完全网络的时空混沌同步效果.仿真结果表明,这种完全网络不但同步快速有效,而且网络规模的大小对网络同步稳定性的影响不敏感. 关键词： 同步 复杂网络 时空混沌 非线性耦合     

耦合映像格子中时空混沌的状态反馈控制

利用状态反馈的方法，实现了耦合映像格子中时空混沌的稳定控制.反馈方式可以是没有延迟的，也可以是有延迟的；控制方式可以是连续的，也可以是脉冲的.数值模拟结果证明了状态反馈方法的有效性. 关键词： 耦合映像格子 时空混沌 状态反馈控制     

一种改进的时空混沌保密通信系统

对一维耦合映象格子保密通信系统的安全性进行了分析,发现该系统在抗误差函数攻击和利用不动点攻击系统方面还存在不足之处,提出了改进方法,该方法使用了扩展密钥和位操作,使改进后的系统具有更强的抗误差函数攻击能力,并能防止利用不动点获取密钥,从而提高了系统的安全性。     

时空混沌中的序图样研究

通过分段单调映射和线性耦合研究时空混沌中的序图样.理论分析发现,混沌映射的时不变性质导致映射曲线交点减少,为序图样缺失的一个重要原因.证明了线性耦合可以破坏映射的时不变性质,并给出曲线交点增加的条件.分析了耦合系统的映射、耦合系数和耦合次数对序图样的影响,并以实例和仿真实验验证了上述理论结果.     

基于时空混沌系统的单向Hash函数构造

提出了一种基于时空混沌系统的Hash函数构造方法.以线性变换后的消息数作为一组初值来驱动单向耦合映像格子的时空混沌系统，产生时空混沌序列，取其空间最后一组混沌序列的适当项，线性映射为Hash值要求的128bit值.研究结果表明，这种基于时空混沌系统的Hash函数具有很好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性，较基于低维混沌映射的Hash函数具有更强的保密性能，且实现简单. 关键词： 时空混沌 Hash函数 单向耦合映像格子     

单向耦合驱动法实现异构系统时空混沌的广义同步

单向耦合驱动同步法可实现耦合环形腔激光器映象格子模型与耦合声光双稳态映象格子模型时空混沌的广义同步.数值实验表明最大条件李雅普诺夫指数为负,可以实现时空混沌广义同步,给出了实现同步的最小耦合强度,利用辅助分析法证明了异构系统的广义同步.     

Evaluating the dynamical coupling between spatiotemporally chaotic signals via an information theory approach

An information-theoretic measure is introduced for evaluating the dynamical coupling of spatiotemporally chaotic signals produced by extended systems. The measure of the one-way coupled map lattices and the one-dimensional, homogeneous, diffusively coupled map lattices is computed with the symbolic analysis method. The numerical results show that the information measure is applicable to determining the dynamical coupling between two directly coupled or indirectly coupled chaotic signals.     

混沌伪随机序列复杂度分析的符号动力学方法

通过将混沌伪随机序列看成一个符号序列，提出了用符号动力学的 方法来分析混沌伪随机序列的复杂度.以Logistic映射和耦合映射格子系统产生的混沌伪随 机序列为例，说明了该方法的应用，并将计算结果与近似熵ApEn法的计算结果作了比较.结 果表明，该方法可以有效地判断出不同的混沌伪随机序列的复杂程度，而且比近似熵法更为 优越. 关键词： 混沌 伪随机序列 符号动力学 熵     

基于符号化部分互信息熵的多参数生物电信号的耦合分析

提出了一种新的时间序列耦合信息分析方法–-基于部分互信息符号化部分互信息熵. 研究表明, 多参量的生物电信号各参量间具有耦合关系, 使用符号化的部分互信息能够很好地对生物电信号时间序列进行分析, 从而获得其耦合程度.应用该算法对生物电信号计算并进行假设检验, 结果表明清醒期的生物电信号耦合程度显著高于睡眠期, 证明符号化部分互信息可以用来分析时间序列间的耦合信息, 而且生物电信号的耦合程度可以作为度量一个物理过程是否处于活跃状态的参数, 未来可以应用于临床医学以及生物电传感器等领域. 关键词： 符号化 部分互信息熵 生物电信号 耦合     

混沌时序相空间重构参数确定的信息论方法

根据信息论基本原理，研究了混沌时间序列相空间重构参数延迟时间和嵌入维数的选取.提出了用符号分析的方法计算互信息函数，确定出延迟时间，在此基础上，提出了一种估计嵌入维数的信息论方法，即根据重构向量条件熵随向量维数的变化关系来确定嵌入维数，通过对几种典型混沌动力学系统的数值验证，结果表明该方法能够确定出合适的相空间重构嵌入维数. 关键词： 混沌 相空间重构 互信息 条件熵 符号分析     

Measuring causality by directional symbolic mutual information approach

We propose a novel measure to assess causality through the comparison of symbolic mutual information between the future of one random quantity and the past of the other. This provides a new perspective different from the conventional conceptions. Based on this point of view, a new causality index is derived that uses the definition of directional symbolic mutual information. This measure presents properties different from the time delayed mutual information since the symbolization captures the dynamic features of the analyzed time series. In addition to characterizing the direction and the amplitude of the information flow, it can also detect coupling delays. This method has the property of robustness, conceptual simplicity, and fast computational speed.     

Measuring causality by taking the directional symbolic mutual information approach

We propose a novel measure to assess causality through the comparison of symbolic mutual information between the future of one random quantity and the past of the other.This provides a new perspective that is different from the conventional conceptions.Based on this point of view,a new causality index is derived that uses the definition of directional symbolic mutual information.This measure presents properties that are different from the time delayed mutual information since the symbolization captures the dynamic features of the analyzed time series.In addition to characterizing the direction and the amplitude of the information flow,it can also detect coupling delays.This method has the property of robustness,conceptual simplicity,and fast computational speed.     

基于符号动力学的认知事件相关电位的复杂度分析

引入了符号动力学方法分析认知事件相关电位(ERP)的复杂度.以混合模型生成的随机时间序列为例,对近似熵和符号熵作了比较.应用符号熵分析了Oddball范式中不同任务条件(靶刺激和非靶刺激)下的ERP的复杂度.研究发现,额区、中央区和顶区的ERP复杂度在刺激呈现后的任务加工时间段内显著减小(非靶刺激和靶刺激分别在刺激呈现后200—300和400—500ms),而且靶刺激ERP复杂度大约在P300成分的峰值时刻达到最小值,在响应之后逐渐回升.这表明基于符号动力学的复杂度分析能够反映认知任务加工的时间过程,并且 关键词： 事件相关电位 符号动力学 熵     

符号动力学在心率变异性分析中的参数选择

时间序列的符号动力学信息熵H_k因其计算简单快速,对数据量要求小,而被应用于心率变异性(heart rate variability, HRV)分析,然而符号化的参数选择至今却并未形成统一标准.HRV作为典型的生理信号,存在着极大的个体间差异和非平稳性,要获得稳健的一致性分析,在符号化过程中必须考虑符号化参数α与序列本身均值、标准差的综合影响.文中,首先以仿真噪声序列为对象,考察了3个参数对于H_k的影响及三者相互之间的关联性,研究表明当满足特定关系时,H_k的曲线簇收敛于反映序列动力特性的H_k-up;随后在对15例心跳间隔序列的分析中,验证了H_k-up在消除个体间差异及减弱非平稳干扰影响两方面都优于α取固定值时的研究结果. 关键词： 符号动力学 熵 心率变异性     

基于改进的符号相对熵的脑电信号时间不可逆性研究

提出了一种新的使用过程的前向概率和后向概率计算符号相对熵, 并利用符号相对熵来估计熵产的方法. 该方法是基于熵增和过程不可逆特性关系的, 同时证明脑电信号具有时间不可逆特性, 而且该不可逆特性可以提供脑电信号的熵增信息. 最后应用该方法对青老年脑电信号进行数值计算及对比, 结果是老年人的平均能量损耗显著高于年轻人, 证明符号相对熵可以作为一个物理过程不可逆程度的度量参数, 这对脑电信号是否处于积极或平衡状态的诊断治疗具有积极的作用.     

累积放电模型及其符号动力学研究

基于累积释放模型提出了一种累积放电模型.相比于累积释放模型, 累积放电模型无须变化的阈值调制, 即可出现多种状态, 例如混沌态、锁频等. 利用符号动力学对其进行研究, 发现在一定的参数条件下, 模型的输出符号序列可以被用于监测模型参数的变化, 而且与神经系统的测量相似, 都具有很高的分辨率. 计算机仿真和电路实验得到的结果也验证了上述说法. 电路实验结果显示模型的输出符号序列对输入频率的分辨率最高可以达到0.05 Hz, 对电流幅值的分辨率可达到1 μA, 并且都具有很大的动态范围. 关键词： 符号动力学 混沌 累积释放模型 非线性电路