基于混沌人工蜂群算法的无线传感器网络覆盖优化

针对无线传感器网络随机播撒的节点严重冗余并且导致网络寿命短、覆盖效率不高等缺陷,提出了一种混沌人工蜂群算法的无线传感器网络覆盖优化算法;将节点的利用率和覆盖率作为优化目标函数,建立与之对应的数学模型,之后用混沌人工蜂群算法改善人工蜂群算法陷入局部最优、收敛慢等问题,提高算法收敛速度和精度,对节点覆盖模型进行求解,得出网络最优覆盖方案;通过实验仿真,提出的算法提高了无线传感器网络的覆盖率,覆盖率可达93.48%以上,减少了网络节点冗余,提高了网络寿命,降低了网络成本。     

Structure identification of an uncertain network coupled with complex-variable chaotic systems via adaptive impulsive control

In this paper, structure identification of an uncertain network coupled with complex-variable chaotic systems is in- vestigated. Both the topological structure and the system parameters can be unknown and need to be identified. Based on impulsive stability theory and the Lyapunov function method, an impulsive control scheme combined with an adaptive strategy is adopted to design effective and universal network estimators. The restriction on the impulsive interval is relaxed by adopting an adaptive strategy. Further, the proposed method can monitor the online switching topology effectively. Several numerical simulations are provided to illustrate the effectiveness of the theoretical results.     

混沌系统中参数估计的演化建模方法

借助于演化算法的自组织、自适应和自学习特征,本文提出了基于演化算法的参数辨识方案,并利用经典的Lorenz方程进行了数值仿真试验,研究了参数辨识方案对于单参数、双参数以及Lorenz系统三个参数完全未知时的性能.数值试验结果表明,新方法能够很好的对未知参数进行较为快速、准确的辨识,但存在对多个参数同时搜索时速度较慢的缺陷.鉴于此,将演化算法变异操作中的参数变异范围附加一种约束机理,试验结果表明,这一约束机理有效地提高了多参数估计中算法的收敛速度.     

一种基于相关分析的局域最小二乘支持向量机小尺度网络流量预测算法

本文分析了网络流量数据的特性,针对传统预测算法在预测网络流量时的缺陷提出了一种基于相关分析的相关局域最小二乘支持向量机(LSSVM)预测算法.算法在对训练数据重构相空间后,利用相关分析同时从距离相关和时间相关的训练样本中选择最优的训练子集,结合自适应参数优化的LSSVM预测模型对小尺度网络流量进行预测.通过选用实际情况下的网络流量数据对算法进行测试验证,结果显示本文所提算法不仅优于传统的全局预测算法,同时也优于各种改进的局域预测算法.算法不仅在预测精度上取得大幅的性能提升,同时能够通过留一交叉验证法在预测之前就完成预测模型和训练子集的优化.     

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.     

基于电流反馈运算放大器的忆阻混沌电路设计与仿真

将电流反馈运算放大器和四种基本电路元件电容、电感、电阻、忆阻器巧妙结合,设计出一种新型忆阻混沌电路.分析系统的基本动力学行为,如耗散性、平衡点稳定性、相图、Lyapunov指数和参数影响等.数值仿真结果表明,该电路可产生一类特殊的混沌吸引子,且随系统参数的演变可产生丰富复杂的混沌特性.为了验证系统的正确性,设计了实现该系统的仿真电路,Pspice仿真结果验证了理论分析的正确性.     

颠倒睡眠状态调制心率变异性信号的功率谱和基本尺度熵分析

心率变异性(HRV)信号能够提供心脏活动状态的重要信息.通过建立颠倒睡眠模型,联合功率谱和基本尺度熵方法分析颠倒睡眠状态下24 h的HRV信号,研究颠倒睡眠对自主神经相互作用以及HRV信号混沌强度的调制.结果表明,颠倒睡眠导致自主神经在昼夜间的活动节律发生颠倒,基本尺度熵在昼夜的变化趋势也随之发生逆转,因此HRV信号的混沌强度与自主神经的相互作用密切相关,进一步研究两者之间的关系发现:HRV信号的混沌强度与交感神经的调制强度正相关,与迷走神经的调制强度负相关.     

基于同相第二代电流传输器的网格多涡卷混沌电路研究

通过简化广义Jerk系统,构建了一个三维网格多涡卷混沌系统,利用同相第二代电流传输器(CCII+)设计并实现了该系统的模拟电路,将该电路与传统运放实现的混沌电路进行了对比,发现基于CCII+的混沌电路能在更高频段产生网格多涡卷吸引子,且电路结构更简单,使用器件更少,最后,通过示波器观测到了网格多涡卷混沌吸引子,验证了混沌电路的物理可实现性,电路实验结果与数值仿真结果一致。     

一类多翼蝴蝶混沌吸引子及其电路实现

提出了一种构造多翼蝴蝶混沌吸引子的新方法,在Liu混沌系统的基础上,通过设计一种新的分段线性函数,构造了一个产生多翼蝴蝶混沌吸引子的混沌系统,对系统的平衡点、Lyapunov指数谱、分岔图、相图、频谱和Poincare截面进行了分析。最后,设计了相应的硬件电路,电路实验结果与数值仿真结果一致,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于现场可编程逻辑门阵列的新型混沌系统实现

构建了一个新的五维变形蔡氏系统,通过数值仿真,分析平衡点的稳定性、分岔图和Lyapunov指数谱,研究系统特有的基本非线性动力学行为,还分析了改变不同参数时系统动力学行为的变化.基于混沌系统的数值仿真分析以及数字化处理技术,将五维变形蔡氏系统状态方程进行离散化处理,并根据IEEE-754标准和模块化设计理念构建出实现混沌系统变量运算关系的基本模块,进一步利用现场可编程逻辑门阵列硬件平台实现了五维变形蔡氏系统的混沌吸引子.研究结果表明,新五维变形蔡氏系统具有新的混沌动力学行为,并通过硬件证实了新系统的存在性和物理上的可实现性.