基于多重耦合映像格子的信号初值恢复研究

利用耦合映像格子恢复信号初值是信号处理研究中一个重要的问题.耦合映像格子具有混沌系统的初值敏感性，当初值受到噪声污染时将会影响到系统对其的恢复.提出了一种由多个一维耦合映像格子系统并列耦合而成的多重耦合映像格子系统，通过将多个一维系统耦合，使因受到噪声干扰而趋向于指数分离的混沌轨道相互靠近，以达到抑制噪声的目的.数值仿真表明，该系统具有较强的抗噪声能力和较高的鲁棒性.在耦合系数选取适当的情况下，即使初始信号受到噪声干扰，该多重耦合系统仍然能够很好地恢复信号初值的统计特性，且对单个初值的恢复情况及与初始信号 关键词： 耦合映像格子 恢复信号的统计特性 多重耦合     

基于时变耦合映像格子模型的信号初值估计

从耦合映像格子中,恢复系统初始条件是耦合系统求逆问题,也是信号处理研究中的一个关键性问题.本文在符号动力学方法的基础上,对映像系数进行修正,针对耦合单峰Logistic映射,提出一种基于时变映像系数恢复信号初值的新方法.在映像过程无噪或受到高斯白噪声污染时,本文方法都能够较好地恢复信号初值的统计特性,而且具有较小的偏差和均方误差,并与原信号之间具有较强的相关性,从而能够更好和更加合理地刻画实际信号的物理过程,对系统初值做出更优的估计. 关键词： 耦合映像格子 恢复初值的统计特性 时变映像系数     

基于符号向量动力学的耦合映像格子参数估计

本文,将符号动力学推广到耦合映像格子中,以Logistic映射下耦合映像格子为研究对象,研究控制参数对符号向量序列动力学特性的影响.通过研究耦合映像格子逆函数,给出耦合映像格子的遍历条件.进一步,将给出系统初始向量,禁止字以及控制参数的符号向量序列描述方法,并最终给出基于符号向量动力学的耦合映像格子控制参数估计方法.实验结果表明,根据本文算法可以有效建立符号序列和耦合映像格子控制参数之间的对应关系,能够更好地刻画了实际模型的物理过程. 关键词： 符号向量动力学 耦合映像格子 参数估计 遍历性     

基于符号动力学的耦合映像格子系统的初值估计

在符号动力学的基础上,深入探讨了基于动力学符号序列的局部耦合映像格子系统求逆问题.在理论上系统地分析耦合映像系统初值估计的性能与耦合系数及映射函数之间的数学关系,证明相空间I^M上的任意取值通过基于符号向量序列的逆迭代过程并不一定收敛至初值,其敛散性与耦合强度和映射函数的选择有直接关系.同时证明了混沌或其拓扑共轭的逆不一定为压缩映射,其总体的敛散性与整个逆迭代过程中的收敛与发散的强度对比有关.理论分析与数值实验结果完全一致,说明本文提出的耦合映像格子系统初值估计问题的分析 关键词： 耦合映像格子 符号动力学 初值估计     

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     

基于符号向量动力学的耦合映像格子初始向量估计

在符号动力学的基础上,探讨了基于符号向量序列的局部耦合映像格子求逆问题,证明了相空间I^N上任意取值通过基于符号向量序列的逆迭代过程必然收敛至初始向量,提出了基于符号向量动力学的初始向量估计算法,从而建立了耦合映像格子符号序列和实际动力系统相空间的对应关系.实验结果表明,根据该算法可以有效建立符号向量序列和耦合映像格子相空间之间的对应关系,更好地刻画了实际模型的物理过程. 关键词： 耦合映像格子 符号动力学 初始向量估计     

一个全局耦合不连续映像格子中的冻结化随机图案模式

本文研究了一类既不连续又不可逆分段线性映像构成的全局耦合映像格子系统中的一类典型集体动力学行为, 即冻结化随机图案模式. 计算了平均同步序参量和最大李雅普诺夫指数随耦合强度的变化. 结果显示, 当耦合强度超过某个阈值后, 在给定动力学变量的初始下, 系统几乎都能达到完全或部分同步状态, 出现冻结化随机图案. 这些现象表明, 耦合映像格子系统中存在着多个共存的吸引子. 因此, 其冻结化图案的结构和分布敏感地依赖于格点动力学变量初始值的选取. 感兴趣地是, 即使当单映像处于混沌状态时, 格点间的耦合仍能将系统调制到规则的运动状态, 这种特征对于混沌控制具有重要的利用价值. 上述丰富动力学行为的出现是由于单映像中不连续性和不可逆性相互作用的结果.     

基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌Hash函数设计

在分析单向与双向耦合映像格子系统的初值与参数敏感性的基础上，提出了一种基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌单向Hash函数构造方案.该方案以耦合映像系统的部分初态作为密钥，在迭代过程中, 通过上一次的迭代值和线性变换后的不同位置的明文消息比特动态确定双向耦合映像系统模型参数，将明文消息多格点并行注入时空混沌轨迹中；取迭代序列中最后一轮迭代结果的适当空间项，线性映射为Hash值要求的128 bit值.由于耦合映像系统的双向扩散机理与混乱作用，迭代过程具有极强的不可逆性及初值与参数敏感性，Hash结果的每位都与明文及密钥有着敏感、复杂的非线性强耦合关系.仿真实验与分析结果表明，该算法达到了Hash函数的各项性能要求，安全性好，执行效率高. 关键词： Hash函数 时空混沌 耦合映像格子     

非线性耦合多重边赋权复杂网络的同步

研究了一类具有非线性耦合的多重边赋权复杂网络,基于网络拆分思想并运用Lyapunov稳定性理论给出了网络的同步准则,数值仿真验证了结论的有效性.     

基于超图的超网络相继故障分析

分析了快递超网络和电子元件超网络的相继故障扩散方式, 结合超图理论提出了2-section 图分析法和线图分析法, 并仿真分析了无标度超网络耦合映像格子的相继故障进程. 结果表明: 无标度超网络对外部攻击表现出了既鲁棒又脆弱的特性. 针对相继故障的不同扩散方式, 无标度超网络的相继故障行为表现出不同的特点. 超网络的相继故障行为和超网络的超度以及超边度分布有密切的联系, 也和超网络中超边的个数有关. 通过和同规模的Barabasi-Albert (BA)无标度网络对比, 在同一种攻击方式下同规模的无标度超网络都比BA 无标度网络表现出了更强的鲁棒性. 另外, 基于超边扩散的相继故障进程比基于节点扩散的相继故障进程更加缓慢.     

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     

时变时滞耦合两个不同复杂网络的自适应广义同步

针对具有时变时滞耦合的两个不同复杂网络, 研究其广义同步问题. 基于Barbalat引理, 设计非线性自适应控制器使得两个网络获得广义同步. 进一步研究了具有未知拓扑结构的两个网络的广义同步问题. 数值仿真表明了本文方法的有效性.     

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     

耦合映象格子时空行为的电路仿真实验

设计以一维逻辑斯蒂离散电路作为元胞子电路的耦合格子时空电路系统,利用PSPICE仿真平台,观测到该电路系统存在的各种时空动力学行为.仿真实验结果与计算机数值计算结果一致.     

面向级联失效的相依网络鲁棒性研究

针对相依网络耦合强度、子网络边以及耦合边对网络鲁棒性影响的问题,基于三种典型网络模型,建立对称相依网络和不对称相依网络模型.针对六种不同的相依网络模型,计算其网络临界成本,比较耦合边权值和子网络边权值对相依网络成本的贡献程度,发现耦合边对网络的贡献更大.采用仿真和理论证明的方法,获得使网络具有最小网络成本时的子网络负载参数α值和耦合强度参数β值,并证明了网络成本变化趋势与该参数对有关.以网络成本作为鲁棒性测度的变量,通过对六种相依网络模型进行级联失效仿真,给出了网络具有最强鲁棒性时参数对的取值,以及网络鲁棒性与耦合强度之间的关系,发现网络鲁棒性并不是随着耦合强度单调地增加或减少.     

基于耦合强度的双层网络数据传输能力

为了降低网络拥塞,提升网络传输性能,对双层网络之间的耦合机理进行研究,层间关系依据度度相关性分成三种耦合方式:随机耦合、异配耦合、同配耦合.在基于最短路径路由策略和基于度的权重路由策略条件下,分析网络数据包的传输过程,并研究双层网络的耦合方式及其适合的路由策略对网络传输容量的影响.采用双层无标度网络进行仿真实验,分析在路由策略约束下传输容量和耦合方式之间的关系,依据双层网络之间耦合方式的特点,找出适合每一种路由策略的最佳耦合方式以提升网络的传输容量.经过仿真发现,采用最短路径路由策略时,异配耦合方式最佳;采用基于度的静态权重路由策略时,同配耦合方式最佳.路由策略在匹配的耦合方式下使得网络流量分配均匀,有利于网络传输容量的提升.本研究为实际网络设计和传输性能优化提供了理论基础.     

结点含时滞的具有零和非零时滞耦合的复杂网络混沌同步

时滞耦合的复杂网络同步已经有大量的研究成果,而网络结点含时滞的无时滞耦合的复杂网络同步的研究工作较少.为使网络模型更接近现实和适用更广的范围,建立了网络结点含时滞,而耦合兼零时滞(无时滞)和非零时滞(有时滞)的复杂网络同步模型.在网络结点上分别设置线性控制器和自适应控制器,研究了其混沌同步问题.利用李雅普诺夫稳定性定理,设计相应的正定函数,分别给出了复杂网络同步的充分条件.最后,为证实同步方案的有效性,选择时滞Logistic函数为结点动力系统,在兼无时滞和有时滞的网络上,给出了线性反馈控制同步误差数值演化趋势.     

具有双重时滞的时变耦合复杂网络的牵制外同步研究

针对同时具有节点时滞和耦合时滞的时变耦合复杂网络的外同步问题, 提出一种简单有效的自适应牵制控制方法. 首先构建一种贴近实际的驱动-响应复杂网络模型, 在模型中引入双重时滞和时变不对称外部耦合矩阵. 进一步设计易于实现的自适应牵制控制器, 对网络中的一部分关键节点进行控制. 构造适当的Lyapunov泛函, 利用 LaSalle不变集原理和线性矩阵不等式, 给出两个复杂网络实现外同步的充分条件. 最后, 仿真结果表明所提同步方法的有效性, 同时揭示耦合时滞对同步收敛速度的影响.     

基于浸入边界-多松弛时间格子玻尔兹曼通量求解法的流固耦合算法研究

针对流固耦合问题,发展了基于浸入边界-多松弛时间格子玻尔兹曼通量求解法(immersed boundary method multi-relaxation-time lattice Boltzmann flux solver,IB-MRT-LBFS)的弱耦合算法.依据多尺度Chapman-Enskog展开,建立不可压宏观方程状态变量和通量与格子玻尔兹曼方程中粒子密度分布函数之间的关系;采用强制浸入边界法处理流固界面使固壁表面满足无滑移边界条件,根据修正的速度求解动量方程力源项;结构运动方程采用四阶龙格-库塔法求解.格子模型与浸入边界法的引入使流固耦合计算可以在笛卡尔网格下进行,无需生成贴体网格及运用动网格技术,简化了计算过程.数值模拟了单圆柱横向涡激振动、单圆柱及串列双圆柱双自由度涡激振动问题.结果表明,IB-MRT-LBFS能够准确预测圆柱涡激振动的锁定区间、振动响应、受力情况以及捕捉尾流场结构形态,验证了该算法在求解流固耦合问题的有效性和可行性.     

电机温度时滞耦合系统自抗扰控制仿真研究

电机温度过高会造成绝缘性能老化,电机安全性能下降。电机控制系统是典型的非线性系统,电机温度也因此具有时滞性和耦合性的特点,难以建立准确的数学模型。传统的方法对电机温度的控制精度较差,从而导致电机温度失控。为此,提出基于BP神经网络自抗扰控制算法的电机时滞耦合关系下温度控制方法。将BP神经网络与PID控制方法相结合建立电机温度网络自抗扰控制器模型,利用梯度下降法修正电机温度控制器模型的权值系数,从而实现了BP神经网络自抗扰控制器参数的实时调整。实验结果表明,利用BP神经网络自抗扰算法进行电机时滞耦合关系下温度调整,能够有效提高控制的精确度,缩短了控制过程中的时间延时。