一种单螺旋奇怪吸引子

在三阶非线性自治电路的研究中,作者找到一种带有会聚中心的单螺旋奇怪吸引子. 关键词：     

评价奇怪吸引子分形特征的Grassberger-Procaccia算法

基于Lorenz,Rssler和H啨ｎｏｎ三种典型的奇怪吸引子,全面分析了GrassbergerProcaccia(缩写GP)算法,详细讨论了采样数据量、延迟时间、重构相空间维数和线性区长度等参数对计算关联维数和Kolmogorov熵的影响,结果表明这些关键参数是相互关联的.通过分析关联积分谱的变化趋势,发现延迟时间与重构相空间维数对连续动力系统和离散动力系统的作用效果是不同的,且选择最佳延迟时间对计算关联维数的意义不大.指出了实际中应用GP算法应注意的问题 关键词： 奇怪吸引子 GrassbergerProcaccia算法 关联维数 Kolmogorov熵     

准周期外力驱动下Lorenz系统的动力学行为

本文研究了准周期外力驱动下Lorenz系统的动力学行为，发现当外强迫的振幅达到某一个临界值时，系统的动力学行为将会发生根本性的变化，由此揭示了产生非混沌奇怪吸引子(Strange Nonchaotic Attractor, SNA)的一个新机制：准周期外强迫振幅的加大导致系统由奇怪的混沌吸引子转变为SNA，系统的相空间最终被压缩至一个准周期环上.并且本文的结果表明，外强迫的临界振幅与Lorenz系统Rayleigh数的大小成正比，而其受外强迫频率变化的影响并不大. 关键词： 准周期 Lorenz系统 非混沌奇怪吸引子     

一个四翼混沌吸引子

在新的四维混沌系统中数值观察到四翼混沌吸引子，然而，通过进一步分析发现，该四翼吸引子并非真实的，实际上它是上、下两个共存的双翼混沌吸引子，他们各自有独立的混沌吸引域，由于其位置靠得太近和数值误差产生的一种假象.通过引入一个线性状态反馈控制项，系统的一些相似性被破坏，受控系统能产生穿越上下吸引域界限的对角双翼混沌吸引子，进一步，随着动力学模态的演化，上下混沌吸引子与对角混沌吸引子融合成一个真正的四翼混沌吸引子.最后，通过比较该四翼混沌吸引子的系统、Lorenz系统、Chua氏电路等混沌信号的频谱发现，四翼混沌吸引子的系统信号具有极宽的频谱带宽，该特性在通讯加密等工程应用中具有重要价值. 关键词： 四维混沌系统 双翼吸引子 四翼吸引子 频谱分析     

五维对流模式吸引子的Lyapunov谱

利用Lyapunov谱的算法,计算了五维对流非线性动力系统吸引子的Lyapunov谱及奇怪吸引子的维数。     

一种改进的高性能Lorenz系统构造及其应用

Lorenz系统是一种最具有代表性、典型性的混沌模型之一, 一直被众多学者深入研究和广泛应用.为了获取结构和动力学行为更为复杂的混沌吸引子, 不断改善Lorenz系统已成为混沌动力系统研究中的重要课题之一. 为此, 本文提出了一个具有复杂系统动力学行为的改进的Lorenz系统, 并将其用于图像信息安全保护. 在现有各种改进的Lorenz系统的基础上, 首先通过增加Lorenz系统的控制参数和改变非线性项相结合的方法构造出一种新的Lorenz 混沌系统; 其次采用微分动力系统方法深入研究该系统并获得与Lorenz系统、Bao系统、Tee系统和Y系统等具有相似的耗散性、对称性、稳定性, 以及更加复杂的混沌特性和动力学行为, 同时分析该系统所产生随机序列具有良好的相关性和复杂性; 最后将其所产生的离散伪随机序列用于图像置乱和扩散加密, 通过对图像加密结果的相邻像素相关性分析、灰度空间相关特性不确定性分析、抗差分攻击以及密钥敏感性测试, 表明本文所构造的改进的Lorenz系统应用于图像加密能获得相对较高的安全性.     

两个不相同系统的广义同步化

采用Temam无穷维动力系统的惯性流形理论，证明了两个不相同的系统能实现广义同步化.在两个系统具有吸收集和吸引子的基础上，通过定义在一个函数类上的压缩映射的不动点得到了广义同步化流形，该流形是Lipschitz光滑流形，而且具有不变性与指数吸引性.数值仿真证实了所建立理论的正确性.     

简化Lorenz多涡卷混沌吸引子的设计与应用

将简化Lorenz系统线性化成两个线性系统,采用控制方法得到两涡卷混沌系统,通过扩展两涡卷混沌系统的指标2鞍焦点,设计了多涡卷混沌吸引子.利用相图、分岔图、Poincaré截面和最大Lyapunov指数等方法,分析了该多涡卷混沌系统的动力学特性.设计了多涡卷混沌吸引子的模拟电路,并进行了仿真,数值仿真与电路仿真相一致.将多涡卷混沌系统应用于图像加密,设计了多涡卷混沌与高级加密标准(AES)的改进混合加密算法,并分析了其加密性能.结果表明,基于多涡卷混沌系统的改进混合加密算法具有更高的安全性.     

单向耦合下两个不同Lorenz系统的广义同步

对单向耦合下两个不同的Lorenz系统的广义同步进行了研究,利用辅助系统方法,基于稳定性理论和响应系统的有界性,得到了它们达到广义同步时的充分条件,并根据响应系统的修正系统具有零渐近稳定平衡点、非零渐近稳定平衡点和轨道渐近稳定周期解的情况,将广义同步分为第一类、第二类和第三类;利用Routh-Hurwitz定理,对修正系统平衡点的稳定性进行了分析,给出了单向耦合下两个不同Lorenz系统具有第一类、第二类广义同步的充分条件.数值仿真表明了该方法的有效性与可行性.     

Lorenz系统驱动声光双稳时空混沌系统并行同步的研究

研究了一个时间混沌系统驱动多个时空混沌系统的并行同步问题.以单模激光Lorenz系统和一维耦合映像格子为例,在单模激光Lorenz系统中提取一个混沌序列,通过与一维耦合映像格子中的状态变量耦合使单模激光Lorenz系统和多个同结构一维耦合映像格子同时达到广义同步,并且多个一维耦合映像格子之间实现完全并行同步.通过计算条件Lyapunov指数,可以得到并行同步所需反馈系数的取值范围.数值模拟证明了此方法的可行性和有效性.     

The dimension formula for the Lorenz attractor

An analytical formula for the Lyapunov dimension of the Lorenz attractor is presented under assumption that all the equilibria are unstable.     

Analogy between the Lorenz strange attractor and a bistable stochastic oscillator

The relation between the aperiodic solution of the Lorenz model and that of a stochastic anharmonic oscillator is explored. The stochastic oscillator is constructed by replacing (t) in the Lorenz model by a stochastic variable(t) of specified statistics. The resulting system is of course not isomorphic to the Lorenz model, but does share with it a number of statistical properties. Thus, within the confines of these measures the two systems are physically very similar.     

广义洛伦兹磁力的定义及证明

给出了广义洛伦兹磁力的定义和证明,论证指出电场既不是动磁场直接产生的更不是变磁场产生的;先有感应电流I,后有电压Uab和电场Eab。解决了愣茨与法拉第之间的原因与结果的哲学争议问题;在当时没有发现电子的情况下,法拉第的漩涡电场及其电动势都是虚构的;完整洛伦兹磁力是电磁感应的物理本质。     

Interpolating Strange Attractors via Fractional Brownian Bridges

We present a novel method for interpolating univariate time series data. The proposed method combines multi-point fractional Brownian bridges, a genetic algorithm, and Takens’ theorem for reconstructing a phase space from univariate time series data. The basic idea is to first generate a population of different stochastically-interpolated time series data, and secondly, to use a genetic algorithm to find the pieces in the population which generate the smoothest reconstructed phase space trajectory. A smooth trajectory curve is hereby found to have a low variance of second derivatives along the curve. For simplicity, we refer to the developed method as PhaSpaSto-interpolation, which is an abbreviation for phase-space-trajectory-smoothing stochastic interpolation. The proposed approach is tested and validated with a univariate time series of the Lorenz system, five non-model data sets and compared to a cubic spline interpolation and a linear interpolation. We find that the criterion for smoothness guarantees low errors on known model and non-model data. Finally, we interpolate the discussed non-model data sets, and show the corresponding improved phase space portraits. The proposed method is useful for interpolating low-sampled time series data sets for, e.g., machine learning, regression analysis, or time series prediction approaches. Further, the results suggest that the variance of second derivatives along a given phase space trajectory is a valuable tool for phase space analysis of non-model time series data, and we expect it to be useful for future research.     

Estimating the bound for the generalized Lorenz system

A chaotic system is bounded, and its trajectory is confined to a certain region which is called the chaotic attractor. No matter how unstable the interior of the system is, the trajectory never exceeds the chaotic attractor. In the present paper, the sphere bound of the generalized Lorenz system is given, based on the Lyapunov function and the Lagrange multiplier method. Furthermore, we show the actual parameters and perform numerical simulations.     

A Feigenbaum sequence of bifurcations in the Lorenz model

For some high values of the Rayleigh numberr, the Lorenz model exhibits laminar behavior due to the presence of a stable periodic orbit. A detailed numerical study shows that, forr decreasing, the turbulent behavior is reached via an infinite sequence of bifurcations, whereas forr increasing, this is due to a collapse of the stable orbit to a hyperbolic one. The infinite sequence of bifurcations is found to be compatible with Feigenbaum's conjecture.