混沌分析

摘要： 首先,根据Kolmogorov熵判断高压并联电抗器振动信号的混沌特性,在证明其具有混沌特性的基础上重构振动信号,分析不同电压等级、不同故障类型和故障程度下振动信号相轨迹的变化规律。然后,将最大Lyapunov指数、Kolmogorov熵、关联维数作为一组混沌指标定量计算和表征高压并联电抗器绕组和铁芯发生机械故障前、后振动信号混沌特性。最后,利用多混沌指标构建特征空间进行故障识别,并与已有的高压并联电抗器故障识别方法进行对比验证多混沌特征空间识别故障的优越性。分析结果表明,多混沌特征空间能够准确实现无监督在线故障识别,其准确率比已有方法至少高5%。

摘要： 气固流动状态决定了流化床中气固两相的混合、传热和传质特性,对流化床装置的设计、运行和监测起着重要作用。在实验室内搭建的冷态气固鼓泡流化床上,采用颗粒浓度测量仪测量了不同工况条件下流化床床中心的空隙率波动信号,通过混沌分析的方法分析气固鼓泡床中空隙率时间序列的Kolmogorov熵及其分布特征,研究表观气速、静床高度和床体尺寸对Kolmogorov熵的影响规律。研究结果表明:表观气速对Kolmogorov熵的影响最大,静床高度次之,床体尺寸最小。

摘要： 针对水轮机空化过程中声发射信号表现出的强烈非线性和非平稳性,提出了水轮机空化声发射信号的混沌特性分析方法,研究了混流式水轮机空化声发射信号的混沌特征及其变化规律。基于混流式水轮机模型空化试验采集了不同空化状态下典型测点处的声发射信号,检验其混沌性后进行相空间重构,计算得到重构信号的关联维数和最大Lyapunov指数,分析了这2种混沌特征参数随水轮机空化状态变化的规律,明确了水轮机空化声发射信号的混沌特征参数与空化状态之间的对应关系。结果表明:关联维数和最大Lyapunov指数不仅可以定性地表征空化状态,而且可以定量地描述空化程度;这2种混沌特征参数受单位转速的影响比受导叶开度的影响更大。

摘要： 气固流动状态决定了流化床中气固两相的混合、传热和传质特性,对流化床装置的设计、运行和监测起着重要作用.在实验室内搭建的冷态气固鼓泡流化床上,采用颗粒浓度测量仪测量了不同工况条件下流化床床中心的空隙率波动信号,通过混沌分析的方法分析气固鼓泡床中空隙率时间序列的Kolmogorov熵及其分布特征,研究表观气速、静床高度和床体尺寸对Kolmogorov熵的影响规律.研究结果表明:表观气速对Kolmogorov熵的影响最大,静床高度次之,床体尺寸最小.

摘要： 针对水轮机空化过程中声发射信号表现出的强烈非线性和非平稳性,提出了水轮机空化声发射信号的混沌特性分析方法,研究了混流式水轮机空化声发射信号的混沌特征及其变化规律.基于混流式水轮机模型空化试验采集了不同空化状态下典型测点处的声发射信号,检验其混沌性后进行相空间重构,计算得到重构信号的关联维数和最大Lyapunov指数,分析了这2种混沌特征参数随水轮机空化状态变化的规律,明确了水轮机空化声发射信号的混沌特征参数与空化状态之间的对应关系.结果表明:关联维数和最大Lyapunov指数不仅可以定性地表征空化状态,而且可以定量地描述空化程度;这2种混沌特征参数受单位转速的影响比受导叶开度的影响更大.

摘要： 以空气和水为工质,在直径3.0 mm的水平圆管通道内进行压差波动信号实验研究.根据压差波动信号图及高速工业相机拍摄的流型图,结合相空间重构、Lyapunov指数判别法对压差波动信号进行混沌动力学分析,在其基础上对压差波动信号进行Volterra自适应短期预测.结果表明:混沌分析得到的吸引子图可以更准确地展现管道内气液两相流的流动特性;Volterra自适应短期预测模型可以有效地对管道内气液两相流的压差时间序列进行短期预测,对环状流、层状流、间歇流、段塞流的压差时间序列预测的相对误差分别为1.86％、0.71％、3.90％、2.49％.

摘要： 在周期性库水位涨落和季节性强降雨等因素影响下,藕塘滑坡前缘地下水位时间序列呈现混沌特性。以藕塘滑坡前缘水文孔(MZK5)地下水位序列为研究对象,进行混沌分析;并利用饱和关联维数法和最大Lyapunov指数法,在水位序列相空间重构的基础上对混沌特性验证。为克服粒子群算法本身的不足和SVR模型参数选取困难的缺点,采用基于遗传选择策略的粒子群算法(GSSPSO)优化选取SVR模型的参数,再用预测性能较为精准的回归型支持向量机(SVR)模型对其进行预测。对MZK5水文孔地下水位进行了BP神经网络模型预测和优化后模型(GSSPSO-SVR)预测。结果表明:藕塘滑坡前缘地下水位序列具有混沌特征,GSSPSOSVR模型预测结果的均方根误差为0.036 m,拟合优度为0.803,说明GSSPSO-SVR模型预测效果较理想,且预测精度高于BP网络模型,具有较强的实用性。

摘要： 水轮机调节系统是一种复杂的非线性非最小相位系统,为了深入研究其调节规律,在考虑水轮机非线性和弹性水击的基础上,引入二阶发电机动态模型并忽略系统频率扰动,提出了一种新的水-机-电联合非线性模型。以调速器PID参数为控制参数,通过六维自治系统Hopf分岔直接判据对该模型进行理论分析,得到了该非线性系统的稳定域。并结合分岔图、时域响应图和系统相轨迹图分析了不同调速器参数时系统拓扑结构的变化,结果表明:当调速器参数远离分岔点时,系统能够快速收敛与稳定,这为非线性水轮机调节系统控制参数的整定及其安全稳定运行提供了理论依据。

摘要： The distributed denial of service (DDoS) attack is one of the most destructive attacks in the network environment.Existing attack detection algorithms based on machine learning often use the eigenvalues of a time to be classified to perform classification.However, the correlation with the features of its adjacent time is not taken into account.The false positive rate and false negative rate therefore are high.We propose a DDoS attack detection method based on hidden Markov model (HMM) time series prediction and chaos model.Aiming at the burstiness of mass attack traffic, we firstly define the network traffic weighted features (NTWF) and network flow average rate (NFAR) to describe the features of network traffic.Then, we use the hierarchical clustering algorithm to classify training sets to get the hidden layer state (HLS) sequences.We employ the NTWF sequence and HLS sequence to conduct supervised learning of the HMM, and predict the NTWF sequence by the state transition matrix and confusion matrix obtained before.Finally, we analyze the prediction error of NTWF sequences by the chaotic model, which is combined with the NFAR-based rules, to distinguish attack behavior.Experimental results show that compared with similar methods, the propose method has lower false positive rate and false negative rate.%分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击是网络环境中最具破坏力的攻击方式之一, 现有基于机器学习的攻击检测方法往往直接将某时刻的特征值代入分类器进行分类, 没有考虑相邻时刻特征之间的联系, 因而导致误报率和漏报率较高.提出一种基于隐马尔科夫模型HMM时间序列预测和混沌模型的DDoS攻击检测方法.针对大规模攻击网络流量的突发性, 定义网络流量加权特征NTWF和网络流平均速率NFAR二元组来描述网络流量的特点;然后采用层次聚类算法对训练集进行分类, 以获取隐层状态HLS序列, 利用NTWF序列和HLS序列对HMM进行监督学习获得状态转移矩阵和混淆矩阵, 以预测NTWF序列;最后通过混沌模型分析NTWF序列的预测误差, 结合基于NFAR的规则来识别攻击行为.实验结果表明, 与同类方法相比, 所提方法具有较低的误报率和漏报率.

摘要： 本文用电化学噪声法检测低碳钢(Q235)在0.1 M NaCl 和0.1 M Na2SO4 溶液干湿循环腐蚀试验中亚稳态点蚀的发生特性。电流噪声（ECN ）的混沌分析中最大Lyapunov 指数（LLE ）正值的百分率越高，亚稳态点蚀的数目越多；LLE 数值越正，亚稳态蚀点分布越均匀。文章对监控的5 天15 个干湿循环内，每小时15 分钟后11 段电流噪声进行先降噪后计算LLE 的处理。LLE 计算结果可预测在 Na2SO4 溶液中，低碳钢表面将发生大量亚稳态蚀点的产生和修复过程，并且由较大的LLE 正值显示这些蚀点的分布较在NaCl 溶液中均匀。同时，电流噪声LLE 计算结果表明Q235 在湿循环中比干循环中产生更多可修复的亚稳态点蚀且湿循环中蚀点的分布更加均匀。

摘要： 深入研究软岩巷道在外部载荷作用下的力学形为，对于地下工程与矿山的隧道、巷道的稳定性研究具有重要意义。本文研究提出了一种新的红外图像的分析方法，即对软岩巷道的模型实验中的红外图像中的关键点进行采样形成时间序列、利用相空间重构技术，建立与采样序列对应的动力学过程数学模型的空间，然后计算其混沌轨道和功率谱，利用这些参数对围岩变形破坏过氍进行描述。研究表明：混沌轨道和功率谱分别反映了模型巷道围岩各关键点的非线性动力学特征，所提出的红外图像的混沌分析方法，有助于加深化对于复杂动力学过程的认识。

摘要： 本文首先对舰船电力系统进行分析建模,并根据电力系统模型状态的非线性混沌特征,结合模型幅值扰动参数,分析出混沌现象产生的原因和影响因素,在此基础上,有针对性的利用自适应反演算法在模型中引入适当的控制器,有效地避免电力系统运行中因干扰进入混沌震荡状态,保证了舰船电力系统的正常运行和舰船的安全稳定.研究结果表明,即使舰船电力系统出现混沌现象时,也可以根据其特征状态进行有效的稳定性控制,保持舰船的综合性能.

摘要： 本文以三电平DC-DC变换器为研究对象,利用离散迭代映射法建立了其精确离散模型,并基于此模型利用分岔图、最大李亚普诺夫指数、Jacobian矩阵和Poincare映射等方法对三电平DC-DC变换器的混沌现象进行了研究.分析了变换器系统控制器的比例调节系数Kp对三电平DC-DC变换器运行状态的影响,确定了变换器输出电压的稳定性随Kp变化的趋势以及使系统稳定工作的Kp取值范围,为三电平DC-DC变换器的设计提供了理论依据.

摘要： 为了研究三电平DC-DC变换器中的混沌现象,本文以ZVS三电平变换器为研究对象,建立了其精确时间离散模型,并基于此模型利用分岔图的方法进行了混沌分析,分析了变换器系统控制器的比例调节系数Kp与ZVS三电平变换器分岔稳定关系,精确地确定了使系统稳定工作的Kp的取值范围,及系统稳定随Kp变化的趋势,为三电平DC-DC变换器的实际设计提供了理论依据。

摘要： 铀矿开采和水冶过程中所产生的尾矿是一种大规模低水平放射性物质,与尾矿库相关的典型的环境问题就是氡的析出,研究铀尾矿氡的析出机理是尾矿治理的基础.以衡阳272 厂的铀尾矿为对象,通过室内实验测定了尾矿氡析出率随时间的变化,结果表明尾矿中氡析出率随时间呈现明显的振荡变化.非线性分析得出氡析出率时间序列的Lyapunov 指数为0.1566 和0.4427,混沌吸引子分维值分别为4.55 和4.49,其饱和嵌入维为8.氡的析出是一个混沌动力学过程,其动力学可用低维吸引子来描述,描述氡析出率随时间演化所需要的相关变量数的下限是5.尾矿的非均匀性、反冲、He-Rn 团簇、孔隙中的分形扩散、近地面大气层的湍流扩散是引起氡析出混沌演化的可能机理.

摘要： 本文应用分形与混沌理论，对白垩纪海相碳酸盐岩碳同位素δ13C进行了非线性分析，认为碳同位素δ13C变化序列均为混沌演化序列,在相空间维数m＞8时出现混沌吸引子,混沌吸引子的分维数在3.74左右，它的演化为混沌动力过程,描述它的变化至少4个独立变量的动力学系统。

摘要： 在分段光滑系统状态空间模型的基础上,根据凯莱——哈密尔顿定理,建立了电压反馈型Boost变换器闭环控制系统的精确离散映射.推导了系统的稳定性条件,讨论了比例-微分(PD)控制器参数对变换器系统稳定性和分岔的影响,定性分析了系统的倍周期分岔和混沌现象产生的机理,指出控制器的比例增益对系统的稳定性起主导作用.搭建了变换器实验电路,实验结果表明了理论分析和仿真的正确性.

摘要： 在分段光滑系统状态空间模型的基础上,根据凯莱——哈密尔顿定理,建立了电压反馈型Boost变换器闭环控制系统的精确离散映射.推导了系统的稳定性条件,讨论了比例-微分(PD)控制器参数对变换器系统稳定性和分岔的影响,定性分析了系统的倍周期分岔和混沌现象产生的机理,指出控制器的比例增益对系统的稳定性起主导作用.搭建了变换器实验电路,实验结果表明了理论分析和仿真的正确性.

摘要： 在分段光滑系统状态空间模型的基础上,根据凯莱——哈密尔顿定理,建立了电压反馈型Boost变换器闭环控制系统的精确离散映射.推导了系统的稳定性条件,讨论了比例-微分(PD)控制器参数对变换器系统稳定性和分岔的影响,定性分析了系统的倍周期分岔和混沌现象产生的机理,指出控制器的比例增益对系统的稳定性起主导作用.搭建了变换器实验电路,实验结果表明了理论分析和仿真的正确性.

摘要： 一种五维混沌系统及基于五维混沌系统的混沌信号发生器，涉及信息加密领域。本发明的五维混沌系统占用数字电路乘法器数量少、实现简单，呈现混沌的系统参数范围大从而获得复杂性的混沌信号，提高混沌信息加密的安全性。五维混沌系统用于输出五路混沌信号并存在典型的混沌吸引子。混沌信号发生器中的FPGA用于生成五维混沌系统电路，FPGA的五路混沌信号输出端分别连接第一路、第二路、第三路、第四路、第五路数模转换器的数字信号输入端；拨码开关的一端连接电源，拨码开关的另一端分别连接五路数模转换器的供电端，五路数模转换器输出的信号均为电压信号。混沌信号发生器能提供具有多种变量组合形式的用于信息加密的具有良好的混沌特性五维混沌信号源。

摘要： 基于复合混沌和量子混沌的光学图像加密解密方法，涉及光学信息安全技术领域，解决现有光学图像加密技术非线性不足的安全缺陷，包括加密过程和解密过程，并分别设定用户加密密钥以及解密密钥，由三细胞分数阶量子细胞神经网络超混沌系统的初值、控制参数、阶数；复合混沌映射的初值、控制参数以及变形分数傅里叶变换的级数共同组成；本发明弥补了传统光学图像加密技术线性特征不足的安全缺陷，并且分数阶的量子混沌系统具有更高的密钥维度，更大的密钥空间，更强的敏感性，抵抗各种安全攻击的能力更强，同时由于量子混沌系统是由量子点和量子细胞自动机以库伦作用相互传递信息的新型纳米级器件，具有超高集成度，低功耗，无引线集成等优点。

摘要： 本发明公开了一种基于混沌光注入提高混沌光纤激光器稳定性的装置和方法，包括主激光器(ML)与从激光器(SL)；主激光器包括：第一半导体激光器泵浦源(LD1)、第一波分复用器(WDM1)、第一掺铒光纤(EDF1)、第一耦合器(OC1)、偏振控制器(PC1)、第一偏振无关光隔离器(ISO1)、可调光滤波器(Filter)。主激光器通过隔离器(OC4)与从激光器连接，形成注入结构。本发明的主从激光器都工作在混沌态，通过主从式注入结构可以消除混沌光纤激光器短期的时间抖动，也可消除长期不稳定性造成的自锁模。同时提出了采用排列熵标准差来评价混沌信号的稳定性的方法。

摘要： 本发明提供了图像加密技术领域的一种基于混沌映射和混沌S盒代换的图像加密方法，包括：步骤S10、获取彩色图像文件并进行哈希计算得到哈希值，基于哈希值计算系统参数；步骤S20、基于哈希值生成四维超混沌映射的四个初始值，进而得到四组混沌伪随机序列；步骤S30、基于混沌伪随机序列以及系统参数提取序列Wz，利用序列Wz以及使用AES算法的S盒生成混沌S盒；步骤S40、对彩色图像文件进行Arno l d置乱得到置乱图像，利用混沌S盒对置乱图像进行字节代换得到代换图像；步骤S50、利用混沌伪随机序列以及系统参数，对代换图像中RGB的三个分量进行图像扩散加密得到三个密文数据，基于各密文数据得到加密图像。本发明的优点在于：极大的提升了图像加密的安全性。

摘要： 一种五维混沌系统及基于五维混沌系统的混沌信号发生器，涉及信息加密领域。本发明的五维混沌系统占用数字电路乘法器数量少、实现简单，呈现混沌的系统参数范围大从而获得复杂性的混沌信号，提高混沌信息加密的安全性。五维混沌系统用于输出五路混沌信号并存在典型的混沌吸引子。混沌信号发生器中的FPGA用于生成五维混沌系统电路，FPGA的五路混沌信号输出端分别连接第一路、第二路、第三路、第四路、第五路数模转换器的数字信号输入端；拨码开关的一端连接电源，拨码开关的另一端分别连接五路数模转换器的供电端，五路数模转换器输出的信号均为电压信号。混沌信号发生器能提供具有多种变量组合形式的用于信息加密的具有良好的混沌特性五维混沌信号源。

摘要： 本发明提供了一种基于Duffing‑Van derpol忆阻混沌振子的混沌同步电路，该混沌同步电路包括运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6、运算放大器U7、运算放大器U8、运算放大器U9、运算放大器U10、运算放大器U11、运算放大器U12、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3、乘法器A4、乘法器A5、乘法器A6、乘法器A7、乘法器A8、外围电阻以及两个正弦信号源。本发明的有益效果是：通过将两个含有磁控忆阻器模型的Duffing‑Van der pol忆阻混沌振子电路进行耦合，实现了两个混沌系统的同步。

摘要： 本发明基于混沌编码的键控光混沌通信系统，发射端：光纤反射镜、主分布反馈式激光器等依次相连，第二光耦合器与两滤波器相连；第二环形器通过第一光电探测器与第一相位调制器相连；第一光耦合器通过开关与第一或二从分布反馈式激光器相连；第二从分布反馈式激光器与第三光耦合器相连，第三光耦合器与两滤波器相连；第一环形器与第一相位调制器相连，第一相位调制器、单模光纤等依次相连；接收端：光纤反射镜、主分布反馈式激光器等依次相连，第四光耦合器与两滤波器相连；第三从分布反馈式激光器、第五光耦合器、第二光电探测器、相乘器、第二相位调制器依次相连，第二相位调制器与相减器相连；第五光耦合器、相减器等依次相连。

摘要： 本发明提出一种受控捷变激光混沌信号发生器及多态混沌捷变激光雷达，属于遥感测距信号领域；所述受控捷变激光混沌信号发生器包括第一半导体激光器、第二半导体激光器、第一光隔离器、第二光隔离器、第一光耦合器、第一光电探测器、电控偏振调控器、第二光耦合器、第三光耦合器、第二光电探测器、第一输出端口、第二输出端口、输入端口、FPGA控制器；本发明受控捷变激光混沌信号发生器采用光学注入半导体激光器的方法，获得GHz水平的高带宽激光混沌信号，具有突出的超宽带属性和优异抗干扰性能；本发明可拓展成多激光器光学注入的方法，来产生带宽更高的混沌信号；本发明实现混沌态之间的快速切换，使得混沌信号具有捷变的属性，增强了抗干扰能力。

摘要： 本发明实施例提供的一种混沌测试方法、装置、混沌测试平台及存储介质，涉及测试技术领域。首先，获取目标测试用例，并将目标测试用例发送至待测试服务器进行混沌测试；然后，接收待测试服务器发送的测试信息，测试信息包括测试用例在当次执行中产生的错误信息和过程信息；最后，对测试信息进行分析，当错误信息中存在已知错误，则判定所述混沌测试失败，当错误信息中不存在已知错误，则根据过程信息判断所述混沌测试是否失败。该方法通过自动采集混沌测试中产生的测试数据，并对其加以分析，可以自动筛选出一部分混沌测试失败的测试用例，减小了人工判断的工作量，提高了结果分析的效率。

摘要： 本发明涉及一种基于速度参考控制的混沌搅拌器及混沌搅拌方法，属于混沌搅拌器技术领域。本发明包括混沌驱动电路、直流电机、转速传感器、桨叶和速度参考混沌转速控制电路，直流电机的输出端固定设置有搅拌轴，搅拌轴的末端固定设置有桨叶，转速传感器设置在搅拌轴上，转速传感器的输出端与速度参考混沌转速控制电路输入端电连接，速度参考混沌转速控制电路的输出端与混沌驱动电路的输入端电连接，混沌驱动电路的输出端与直流电机电连接。转速传感器采集电机转速信号并将信号反馈给速度参考混沌转速控制电路，速度参考混沌转速控制电路采用混沌映射对转速信号进行处理，通过混沌驱动电路生成控制电机产生混沌转速的输入电压，电机带动桨叶以混沌转速运转。