混沌特征

摘要： 大型化后的漂浮式风力机非线性运动特征显著增强,为此以DTU 10 MW风力机为研究对象,建立NAUTILUS半潜式平台漂浮式风力机模型,在机舱内部配置调谐质量阻尼器(TMD),通过多岛遗传算法优化TMD参数,研究无TMD控制、TMD控制(未优化)及优化TMD控制下漂浮式风力机运动响应特性,并基于混沌理论,采用相空间重构和最大Lyapunov指数法从定性和定量角度分析漂浮式风力机运动响应非线性特征。结果表明:TMD控制和优化TMD控制下,漂浮式风力机塔顶前后位移响应明显减小,但侧向位移响应作用较小;塔架前后加速度响应峰值在塔架高度为30 m~90 m范围内显著减小,而侧向加速度响应峰值则在塔架高度为10 m~30 m范围内有所减小。较之无TMD控制,优化TMD控制下,漂浮式风力机运动响应混沌特征减弱,最大Lyapunov指数均减小,表明优化TMD可减小其运动响应非线性特征。

摘要： 受测试环境影响,隧道爆破监测信号中普遍包含噪声和趋势项干扰。针对爆破信号干扰项消除难题,选取典型地铁隧道工程监测到的畸变爆破信号为分析对象,采用稀疏化基线估计与去噪(baseline estimation and denoising with sparsity,BEADS)算法实现了噪声和趋势项成分的提取,得到反映真实爆破信息的校正信号。利用多重分形去趋势波动分析(multi-fractal detrended fluctuation analyses,MF-DFA)捕捉到三个分量信号的混沌分形特征,并根据小波相关性凝聚谱对三个分量信号与原始信号的时频域相关性进行了精确表征。结果表明:隧道爆破信号高频噪声、低频趋势项和校正信号三者的混沌分形特征具有显著差异。校正信号吸引子轨迹形态为反复周期性有序波动且具有持续性和反持续性分形谱特征,其递归图具有周期模式;低频趋势项吸引子形态表现为近似直线且具有持续性分形谱特征,其递归图具有对角线分布突变模式;高频噪声吸引子形态为杂乱无章的随机波动且具有反持续性分形谱特征,其递归图具有漂移模式。在置信度为95%的小波影响锥范围内,校正信号、趋势项和噪声分量与原始信号分别具有持续正相关、局部负相关和无相关性特征。三类信号的有效分离和混沌分形特征提取为爆破信号成分的准确辨识和归类提供了客观表征和量化指标。

摘要： 在激烈竞争的电力市场中,短期负荷预测(Short-term Load Forecasting,STLF)是电力系统高效运行的主要研究热点.针对具有高度波动性非线性信号的电力负载,提出了一种基于神经网络和混沌智能特征选择的预测方法,通过选择最佳候选输入集作为特征参数,将其作为预测输入数据.预测引擎采用一种多层感知层,具有差分进化的学习算法.输入通过的候选者进行相关性分析.对电力市场实际数据进行测试,并与其他STLF技术进行对比,结果表明该方法具有较高的准确度,可在不同电力系统中推广应用.

摘要： 通过挖掘光伏序列的混沌特性,提出一种基于混沌特征改进的鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)相关向量机(relevance vector machine,RVM)预测方法,确定RVM参数与光伏发电输出功率混沌特征间的物理联系.首先,利用伪近邻法和复自相关法计算光伏序列的混沌参数,重构相空间,确定RVM高斯核的径向范围;然后,利用WOA对RVM参数进行寻优,提高核函数泛化能力和收敛速度,完善超短期预测方法;最后,运用实际光伏发电输出功率数据,仿真分析5个典型日的预测效果.结果表明,所提方法在不同天气情况下具有良好的预测准确度和适应性.

摘要： 为预测和判断锅炉故障的发生,完善锅炉故障检测技术,基于锅炉运转具有非线性特点,提出将非线性评价指标应用于锅炉故障诊断.研究特征信号的非线性特性,通过确定延迟时间和嵌入维数来重构相空间;采用混沌分形理论研究非线性评价指标;提取最大Lyapunov指数和关联维数,并为收集的每种特征信号选择最合适的非线性指标.结果表明:蒸汽压力的非线性特征指标应选择关联维数,烟气温度1、烟气温度2、水管温度1和水管温度2的非线性特征指标应当选择最大Lyapunov指数.

摘要： 基于生物电产生的生理信号进行情绪识别,并将其应用于医疗、人工智能等领域,具有巨大的发展前景。生理信号是非线性信号,不易被处理,且常常因为样本数量少而难以进行情绪识别,为解决此问题,针对皮肤电导信号(SC)、心电信号(ECG)、呼吸信号(RSP),提出一种新的情绪识别方法,该方法基于生理信号的最大李雅普诺夫指数、复杂度和盒维数三种混沌特征,同时构建CHAID(chi-square automatic interaction detection)决策树并对其优化。采用德国Augsburg大学国际生理信号数据库作为数据来源进行喜、怒、哀三种情绪识别,在此基础上,采用引导聚集算法对CHAID决策树模型进行优化,提高其稳定性。研究结果表明,基于优化后的CHAID决策树的情绪识别率和结果置信度等各项指标明显高于优化前的CHAID决策树,优化后喜、怒、哀三种情绪的识别率分别为88%、100%、100%。

摘要： 为揭示硫化矿石堆非稳态自热过程的混沌特征,以某硫铁矿矿石样品为实验材料,应用自主设计的实验装置,室内模拟矿石堆非稳态自热过程.通过小波变换、三维相图分析、功率谱分析和最大Lyapunov指数计算,对表征矿石堆自热过程的温度序列进行研究.研究结果表明:硫化矿石堆自热是一个混沌演化过程;随着深度增大,矿石堆混沌程度呈先增大后减小的趋势;最大Lyapunov指数与平均升温率呈正相关性,可基于最大Lyapunov指数对矿石堆不同区域的自燃倾向性进行评价.

摘要： 本文以缸套—活塞环摩擦副为研究对象,用CFT-1型多功能材料表面综合性能测试仪进行磨合磨损试验,应用谐波小波包对磨合过程中的振动信号进行降噪处理,在此基础上,应用相空间重构、主分量分析、最大Lyapunov指数对摩擦振动信号进行混沌特征识别.结果表明:相空间轨迹一直收敛于一个中心点,有一明显的吸引子,并围绕着中心点来回折叠运动而不重复自身;摩擦振动信号的主分量图像为近似直线过定点且斜率为负;最大Lyapunov指数为正值,因此可以说明磨合过程摩擦振动信号具有混沌特征.

摘要： 通信电台个体识别有着广泛的军事和民用需求,研究难度大,受到了越来越多的重视.提出了基于混沌特征的通信电台个体暂态信号识别方法.首先运用经验模式分解对暂态信号进行预处理,提取最大Lyapunov指数、主分量谱斜率、盒维数等混沌特性参数,然后利用支持向量机分类器实现通信电台个体识别.实验结果表明该方法不仅识别率较高,优于传统的小波变换方法,而且受信噪比影响小,在较低信噪比条件下仍然有较好的识别效果.

摘要： 银行业的操作风险系统是一个典型的非线性系统，最大Lyapunov指数是非线性系统的一个非常重要的特征量，对识别系统非线性特征具有重要意义。本文在分析常用的计算最大Lyapunov指数的基础上，主要运用混沌理论的小数据量法证明了我国商业银行操作风险系统的混沌特征，对我国商业银行操作风险系统损失状况进行总体分析，证明其存在风险事件发生的不确定性和放大效应，风险损失巨大，有进行管理的必要和可能。

摘要： 以富氧熔池熔炼底吹炼铜过程为对象,提出提取其两相搅拌混合状态混沌特征的新思路:通过量化底吹炼铜搅拌模拟反应器内的局部混合特性,引入改进型0-1混沌测试方法表征混合指标时间序列的混沌特性.发现:气泡扰动流场RGB图像的不同通道对于气泡轮廓特征提取并不相同;单、双排喷口流场图像的单一通道水平剖线分别呈现单、双峰,验证了混合特性表征的准确性;测算研究区域的灰度级强度均值和标准差时序,将熔池动态平衡阶段的混合指标时序的渐进增长率Kcorr(c)的中值作为混沌检测依据,更加精确地表征了不同混合过程混沌度的差异性变化.本研究为推进图像分析技术在底吹炼铜搅拌模拟反应器流动与混合特性研究方面的深入研究提供了参考依据.

摘要： 本文采用C-C方法重构相空间，结合改进的小数据量法对东中国海海表声速的最大Lyapunov指数进行了计算，在此基础上对该海区海表声速的稳定性进行了分析，初步获取了海表声速的混沌特征及稳定性分布规律，为水声环境预报奠定了基础。

摘要： 在240mm×40mm×2000mm的双支腿流化床冷态试验装置上，采用混沌特征量Kolmogorov 熵和递归图分析法，对床内差压脉动信号进行了研究，分析了鼓泡床、湍流床、快速床在递归图上的表现，通过不同床高的递归特征量DET、DIV和K 熵随气速的变化趋势，获得了床内流动结构的转变规律，以及床存量变化对不同流型混沌特性的影响规律。结果表明，不同流动结构的递归图和混沌特性均有较大的区别，混沌特性随床存量的增加而增大。

摘要： 本文采用实际的XLPE电缆作为试验样品，以针尖模拟电场应力的集中，开展了工频12kV~21kV电压和常温到70°C下的电树枝化试验；引入了混沌理论分析电树枝生长的过程，结合XLPE电缆电树枝化击穿特性和电树枝在电缆不同截面的结果分析了电树枝存在混沌特性的证据，并以电树枝局部放电单位时间内的最大放电量和总放电量作为分析对象，结合电树枝的生长的物理机理，分析了电树枝生长的混沌特征。结果显示XLPE电缆电树枝的生长过程具有确定性混沌特性，电树枝混沌特征的最大Lyapunov指数和关联分形维数值表现出随树枝分形维数的增大而减小的趋势。

摘要： 采集了不同加热功率下乙醇为工质,内径2mm的闭合回路脉动热管(CLOHP)的温度脉动曲线。利用相空间重构、关联维、最大Lyapunov指数和Kolmogorov熵等非线性动力学方法分析了稳定情况下热管温度脉动时间序列的混沌特征。结果表明,加热功率对热管的温度脉动曲线有显著影响,经重构后吸引子在低、中、高三种加热功率下依次具有条状、面包圈状和团状的空间结构。由于温度脉动曲线的关联维具有非整数值,并且最大Lyapunov指数和Kolmogorov 熵都为正,因此可以认为热管内的热力型温度脉动为确定性混沌行为,管内工质运动属于混沌现象。另外,对关联维的分析表明可以用四或者五个独立变量来描述CLOHP内工质的稳定运动情况；关联维还可以用来近似解决热管和被冷却物体的热匹配问题。而关联维和K2熵的大小变化也可以间接的反映热管内工质的两相流形的变化情况。

摘要： 本文在利用相空间重构技术确定话务时间序列存在混沌成分的基础上，对相空间重构的延迟时间τ开展对比研究，通过将话务时间序列与典型的混沌系统在某些特性上进行对比的方法，以期找到一些规律或者特性。

摘要： 本文通过对经颅多普勒超声提供的脑血管血流动力学资料进行混沌时间序列分析,研究脑血管血流情况的动态活动状态,对脑血管狭窄疾病及狭窄程度进行无创诊断.

摘要： 本发明公开了一种利用差分群时延抑制混沌激光延时特征的装置和方法，涉及混沌激光应用领域。该装置包括半导体激光器，半导体激光器通过光纤与光纤耦合器的光输入口连接，所述光纤耦合器的光输出口分为两支光路，其中一支光路的分光比大于另一支光路，分光比大的光路通过光纤与光纤衰减器连接，所述光纤衰减器通过差分群时延特性元件与光纤反射镜连接，所述光纤耦合器分光比小的光路为混沌激光的输出光路。本发明采用了少模光纤或多模光纤作为差分群时延特性元件，利用了少模光纤或多模光纤各模式间的差分群时延特性，对半导体激光器形成等强度、不等时多模式反馈，整体减弱固定点的时延特征，从而实现抑制，结构简单、易实现，各模式反馈强度相等。

摘要： 本发明公开了基于随机共振与混沌协同的井下微弱特征信号检测方法，涉及信号检测技术领域，以双稳态Duffing系统为理论框架，利用其随机共振与混沌的协同作用获取信号完整的参数信息。不仅回避了混沌检测对待测信号频率的匹配要求；而且弥补了随机共振无法测定信号“大小”的不足。利用双稳态Duffing系统产生的随机共振与混沌效应，有效识别与噪声频谱混叠的微弱特征信号，并大幅提高待测信号的信噪比，从而为随钻动态测量弱信号检测提供解决途径。

摘要： 本发明公开了一种基于光纤信道特征提取的混沌同步密钥分发方法及系统，所述方法包括：提取光纤信道特征并计算得到协商密钥；利用密钥后处理技术对协商密钥进行处理，得到一致的密钥；将一致的密钥作为高维混沌方程的同步初值，经高维混沌方程同步运行得到混沌序列；将混沌序列量化得到的0/1数字序列作为密钥分发得到的密钥。本发明采用动态密钥结合高维混沌方程的密钥分发方法，将提取光纤信道特征得到的一致性密钥作为混沌同步的初值，采用高维混沌方程实现基于混沌同步的高速密钥分发。根据算法确定性原理，基于相同硬件平台的混沌方程能够实现运行同步，密钥协商双方产生完全同步的混沌序列，用相同的混沌序列量化方法产生完全相同的密钥。

摘要： 本发明属于高频地波超视距雷达和海洋与电离层动力学技术领域，公开了海洋‑电离层混沌动力学特征提取方法、装置、介质、应用，通过构造海洋‑电离层信息获取高频地波超视距雷达，从高频地波超视距雷达回波中获取海洋‑电离层回波；通过构造海洋‑电离层复合系统，提取海洋‑电离层复合系统混沌动力学特征；基于获取的海洋‑电离层回波、海洋‑电离层复合系统混沌动力学特征对海上超视距目标进行全天候探测、实时监测海洋自然灾害和近地空间环境，以及日地空间环境进行监测。本发明无论是对于提升海上超视距目标的探测全天候性能，实时监测海洋自然灾害和近地空间环境，还是对于人们认识整个日地空间环境都具有积极的重要科学意义。

摘要： 本发明属于光学保密通信和光学信号处理技术领域，公开了一种基于宽带光混沌熵源和光纤信道特征的安全密钥分发装置，包括：第一光信号初始化模块、宽带光混沌信号发生模块、第一偏振调制模块、光纤信道特征探测模块、第一安全密钥提取模块、第二光信号初始化模块、第二偏振调制模块以及第二安全密钥提取模块。本发明提供了一种基于宽带光混沌熵源和光纤信道特征的安全密钥分发装置，将宽带光混沌熵源与光纤信道特征相结合并运用于安全密钥分发中，受宽带混沌信号驱动的偏振调制机制可以有效提升安全密钥分发速率、提升分发过程安全性，并且不需要建立参数匹配苛刻的混沌同步，降低了实现难度。

摘要： 本发明公开了一种基于光纤信道特征提取的混沌同步密钥分发方法及系统，所述方法包括：提取光纤信道特征并计算得到协商密钥；利用密钥后处理技术对协商密钥进行处理，得到一致的密钥；将一致的密钥作为高维混沌方程的同步初值，经高维混沌方程同步运行得到混沌序列；将混沌序列量化得到的0/1数字序列作为密钥分发得到的密钥。本发明采用动态密钥结合高维混沌方程的密钥分发方法，将提取光纤信道特征得到的一致性密钥作为混沌同步的初值，采用高维混沌方程实现基于混沌同步的高速密钥分发。根据算法确定性原理，基于相同硬件平台的混沌方程能够实现运行同步，密钥协商双方产生完全同步的混沌序列，用相同的混沌序列量化方法产生完全相同的密钥。

摘要： 一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，该装置中主激光器产生的激光经过第一偏振控制器后进入第一光环形器的端口2，从第一光环形器的端口3输出的光经过光纤耦合器分成两束，一束经过相位调制器、第一可调光衰减器以及第二偏振控制器进入第一光环形器的端口1，从第一光环形器的端口2反馈回主激光器中；另一束光经过第二可调光衰减器、光隔离器进入到第二光环行器的端口1，从第二光环行器的端口2输出的光经过第三偏振控制器注入到从激光器，从激光器输出的激光经过第三偏振控制器进入第二光环行器的端口2，从第二光环行器的端口3输出的光经过光电探测器输入到示波器中。该装置可以完成抑制混沌激光的延时特征并提高其带宽。

摘要： 本发明涉及一种样本长度对混沌特征的影响及样本长度的选取方法，分析了样本长度对混沌特征的影响以及能取到的较短长度且特征处于稳定状态。首先将不同类型目标信号的实测数据作为样本；再对实测数据序列进行相空间重构；然后采用G‑P法来计算目标信号的关联维数；根据BBA算法计算目标信号的最大Lyapunov指数；采用最大似然估计法计算目标信号的Kolmogorov熵；完成关联维数、最大Lyapunov指数和Kolmogorov熵的提取之后，最后分析样本长度对混沌特征的影响以及能取到的较短长度且特征处于稳定状态，这样就可以减少估算实验数据的一个时间成本。

摘要： 本发明公开了智能变电站电力设备故障诊断与状态检测技术领域的基于混沌特征空间的高压并联电抗器状态判断系统及方法，包括：获取电抗器箱体表面的振动信号；判断振动信号是否具备混沌特性；响应于振动信号具备混沌特性时，计算振动信号的多混沌特征值；将多混沌特征值投射至多混沌特征识别空间；判定多混沌特征识别空间内所述多混沌特征值对应的电抗器状态。本发明通过将振动信号的多混沌特征值投射至多混沌特征识别空间，实现高压并联电抗器在线运行监测和诊断。

摘要： 本发明公开了一种基于旧零件声发射信号混沌特征值的损伤检测分析方法，包括以下步骤：取n组与被测件相同的零件，对各组零件依次进行作用力依次递增的施力试验，测量并计算关联维数、最大Lyapunov指数、Kolmogorov熵值这三种混沌特征值，建立零件在不同受力情况与三种混沌特征值的对应关系数据库；先将声发射传感器连接在被测件的一端，在被测件另一端用HB铅笔笔尖接触并倾斜压断铅笔，记录被测件的声发射信号数值；计算声发射信号数值的关联维数、最大Lyapunov指数、Kolmogorov熵值这三种混沌特征值；以步骤A中的对应关系数据库的不同受力情况作为损伤指标，参照损伤指标确定被测件的损伤程度；用于更准确地分析、确定材料的损伤程度。