掉齿对带锯条横向振动最大Lyapunov指数的影响

以MJ3210A型木工跑车带锯机为研究对象,使用信号采集分析仪采集不同工况下带锯条横向振动位移,计算、分析带锯条横向振动最大Lyapunov指数,找出带锯条掉齿与最大Lyapunov指数关系.由正交试验结果可知:负载下影响MJ3210A型跑车带锯机带锯条横向振动位移的显著因素依次为锯轮主轴转速、进料速度、锯条张紧力.在最优工作条件下,由锯轮转速、带锯条张紧力、跑车进料速度、锯路高度对带锯条横向振动的Lyapunov指数影响结果看,空载下完好带锯条、空载下有掉齿缺陷带锯条、负载下有掉齿缺陷带锯条3种工况下的最大Lyapunov指数分布范围界限非常明显,因此可以根据最大Lyapunov指数范围判定带锯条工作负载状况和产生掉齿缺陷故障状况;掉齿数量对带锯条横向振动最大Lyapunov指数影响十分明显.随着掉齿数量的增加,带锯条横向振动最大Lyapunov指数急剧增加;随着木材硬度的提高,有掉齿缺陷带锯条最大Lyapunov指数也随之增加,由此也可以根据最大Lyapunov指数和加工原料树种判断负载状况及掉齿缺陷产生及发展状况;在最优工作条件下,本试验将带锯机工作59.2 h作为判断掉齿故障阈值时间.在判断带锯条故障种类及发展程度上,带锯条横向振动最大Lyapunov指数法要好于横向振动位移法和横向振动主频率法.

基于最大Lyapunov指数的混沌预测在洪水实时预报中的应用

为提高洪水预报精度,从而提高水库防洪调度可信度,采用混沌预测模型,研究了复杂洪水动力特征和非线性特征并分析洪水实时预报问题。考虑到时间延迟与嵌入维数的相关性,利用C-C法计算相空间重构参数,判别了洪水混沌特性。为避免由嵌入维数m的选取引起的最大Lyapunov指数的明显波动,使用了改进的小数据量方法计算最大Lyapunov指数。构造了基于最大Lyapunov指数的混沌洪水实时预报模型,并将其应用到湖南五强溪水库的洪水预报,计算结果表明该模型具有较高的预报精度。

基于最大Lyapunov指数的高速铁路环境成本估算研究

为提高高速铁路环境保护投资使用效率,预防高速铁路建设和运营过程中可能出现的环境问题,在阐述高速铁路环境成本计算内容的基础上,结合全生命周期显著性成本理论,建立基于最大Lyapunov指数的预测模型,对高速铁路环境成本进行预测。首先,构建高速铁路全生命周期环境成本计算内容体系;其次,借鉴已开通运营的高速铁路项目进行高速铁路环境成本原始数据的收集和整理,运用显著性理论对数据进一步挖掘,建立高速铁路全生命周期环境成本数据库;最后,运用混沌时间序列构建预测模型,并以实际数据进行训练。结果表明,该模型对短期内高速铁路环境成本预测具有准确性和适应性,可以显著提高估算的精确性。

最大Lyapunov指数的车头间距预测方法分析

根据一维变量混沌时间序列的最大Lyapunov指数的预测思想,分析了基于最大Lyapunov指数的车头间距预测方法,该方法根据跟驰车量行驶达到混沌状态时的最大Lyapunov指数和随时间产生的一维具有混沌特性的历史车头间距序列进行预测。为了说明预测方法的可行性,又在Bierley非线性跟驰模型下进行了仿真车流生成、混沌特性识别及算例验证等实验。实验结果表明,该方法理论上能对具有混沌特性的Bierley非线性跟驰模型的车头间距进行预测,可以为智能交通中车辆跟驰行驶模型安全预警提供理论参考。

基于小波的Volterra模型对黄河源区径流混沌预测的研究

为进行黄河流域水文系统的混沌特性研究和预测,深入了解黄河流域水文系统的运行机制和规律,基于相空间重构、混沌识别与混沌预测理论,对黄河源区唐乃亥水文站1956—2021年月径流时间序列进行分析,利用互信息法求时间序列的时间延迟τ,利用改进虚假邻近点法(CAO法)求该序列的嵌入维数m,并利用改进C-C法对时间延迟τ与嵌入维数m的计算结果进行验证,最终确定时间延迟τ为3,嵌入维数m为5。通过小数据量法计算最大Lyapunov指数,并对月径流量时间序列进行定量的混沌分析,得出最大Lyapunov指数λmax=0.0481>0,确定唐乃亥月径流量时间序列具有混沌特征。通过基于小波分析的二阶Volterra级数一步模型对混沌时间序列进行模拟预测,并与单纯二阶Volterra级数一步模型进行对比,发现基于小波分析的二阶Volterra级数一步模型模拟结果的纳什效率系数可达0.8551,比未经小波分析的模型更好模拟出唐乃亥站月径流量时间序列的演变规律。

混沌理论在油气检测中的应用尝试

混沌学是当今非线性领域的一个重要分支，用来刻划混沌系统动力学特征的最大Lyapunov指数，反映了系统的动力学变为不可预测的尺度。本文初步探讨了利用最大Lyapunov指数进行油气检测的可行性，开发出相应软件，通过实例分析，证明最大Lyapunov指数的曲线形态变化与油气分布基本吻合。

桥梁水平位移混沌特征识别与神经网络预测研究

跨海大桥系统受外界影响扰动,其变形伴有混沌现象发生。对桥梁变形监测数据实现了混沌识别,运用C-C法计算时间序列的延迟时间,用G-P方法求得最佳嵌入维数,通过求取的时间延迟和最佳嵌入维数对桥梁变形监测数据进行相空间重构,为混沌时间序列预测模型的建立奠定基础;基于RBF神经网络建立混沌时间序列预测模型,对实测数据进行桥梁变形水平位移预测,并与基于最大Lyapunov指数混沌时间序列预测结果以及实测数据进行对比分析。结果表明,基于RBF神经网络建立的混沌时间序列预测模型的预测结果比基于最大Lyapunov指数混沌时间序列预测模型的预测结果要好,且短期预测效果好。

基于混合混沌振子的微弱信号频率检测

介绍一种检测微弱周期信号任意位置频率的有效的方法,该方法结合Vander Pol-Duffing振子和Lorenz系统各自的优点来检测微弱周期信号任意位置的未知频率。当待测信号频率与周期策动力信号频率在相对频率比小于经验值0.03时,充分利用Vander-Duffing振子的高测量精度和低信噪比及计算方便等优点,对待测信号的频率进行检测;反之利用lorenz系统的高阶性来提高检测精度,从而实现对待测信号频率的检测。此外,通过最大Lyapunov指数法判断系统是否进入混沌状态,提高检测精度,同时利用比例微分来控制混沌,提高控制速度。通过实验证明,该方法是可行有效的,将此方法的实验结果与Duffing方程及lorenz系统各自的检测结果进行对比,可以看出这种方法的检测效果及检测精度都更好。

月径流序列混沌特性识别及预测

以混沌理论和相空间重构原理为基础,分析计算大峪水文站1955-2006年月径流序列的最佳延迟时间和嵌入维数;运用最大Lyapunov指数λ1>0证实大峪月径流序列具有混沌特性,从而建立了基于混沌特性的BP神经网络预测模型。仿真及预测结果表明:该模型预测精度较高,可用于大峪月径流预测。

大峪河径流特性初步分析

通过对大峪河1955-2006年的径流序列进行趋势性、周期性以及混沌特性分析,初步揭示了大峪河径流变化特性及其规律,即：大峪站实测年径流序列呈递减趋势,但不显著;年径流序列变化的短周期为4-8 a,长周期为12-25 a;而且其月径流序列存在一定的混沌特性。

物流企业长途运输司机的离职倾向预警分析

针对长途司机对物流行业的影响很大,当前还没有一个有效的定量分析司机离职对物流企业绩效发展风险预警的数学模型,无法从科学和数学角度定量地分析司机离职的影响和预警的问题,因此提出了基于最大李(Lyapunov)指数预测算法的长途运输司机离职倾向度多元线性回归数学模型,建立了物流企业长途司机离职风险预警评估系统,分析了离职风险预警评估系统功能指标,对风险预测评估关键技术引擎进行数据分析和预测算法研究。然后对基于离职倾向度进行预警模型的数学建模进行优化,以实际应用为背景进行系统测试,测试和仿真结果表明,系统能定量分析出物流企业长途司机的离职倾向度,数值与实际相符。

Detection of Chaos Characteristic of Population Quantity of Adult Monochamus alternatus in Forest

[Objective] The paper was to study the chaos characteristic of population quantity sequence of adult Monochamus alternatus in forest during 2006-2010.[Method] Power spectral analysis method,correlation dimensionality and embedding dimensionality,and the maximum Lyapunov index method were adopted in the paper,respectively.[Result] The results from different chaos determination methods all showed that the population quantity sequence of adult M.alternatus among forest had chaos characteristic,belonging to chaos time sequence;when the delay time τ=5 and embedding dimensionality m=15,the correlation dimensionality in the corresponding phase space D=2.807 6,and the maximum Lyapunov index λ1=0.561 3.[Conclusion] The result provided the reference for monitoring and forecast of M.alternatus.

混沌理论在NH_3—N污染指数时间序列分析中的应用

根据混沌理论,对四川省乐山岷江大桥NH3—N污染指数时间序列通过相空间重构,应用自相关法和Cao方法确定出重构参数,并分别计算了该序列的关联维、最大Lyapunov指数以及Kolmogorov熵等特征量。结果表明,四川省乐山岷江大桥NH3—N污染指数时间序列存在明显的混沌特性,是非线性混沌动力系统演化的结果;研究结果为进一步研究NH3—N污染指数时间序列的复杂性、演化规律及预测奠定了基础,也可为岷江中上游地区水质环境监测和保护提供决策支持。

三渠道回收模式下闭环供应链混沌控制研究

针对制造商、回收商及消费者组成的三级闭环供应链模型,运用混沌控制理论解决三渠道回收模式下闭环供应链混沌控制问题。首先考虑消费者对再制品需求的不确定性,在某一时间段中,对消费者自愿购买再制品数量的数据进行采集,通过K-S检验的方法验证该数据服从均匀分布,进一步构建基于决策变量的离散动态模型;其次使用MATLAB软件进行数值仿真模拟,研究回收价格敏感系数和回收价格竞争系数作为固定值时,制造商和两个回收商之间的绘制分岔图、最大Lyapunov指数图、初值敏感分析图,并对系统的混沌特征和初值敏感性进行研究分析;最后采用状态反馈控制和参数调整的方法对混沌系统进行控制。结果表明该方法能有效地改善或消除混沌状态,优化决策行为,提高决策者利润。

风力发电系统的随机响应

通过对风力发电系统引入参激和外激建立随机系统,依据随机平均法,得到Ito随机微分方程。根据Ito随机微分方程得出其FPK方程并通过概率流求得其解,其稳定性分析依据最大Lyapunov指数。在参数数值模拟下得到其平稳概率密度函数与联合概率密度函数,讨论了系统的随机分岔现象。

基于混沌序列的电力系统短期负荷预测

短期负荷预测是电力系统负荷预测的重要组成部分,是能量管理和配电管理的基础,对电力系统日常发电计划和运行有着重要意义。本文所做的短期负荷预测是基于混沌理论进行的本文利用混沌理论完成了对郑州市短期的负荷预测。首先,采用C-C算法对重构相空间的参数嵌入维数和延迟时间进行了求解,使用小数据量法求出最大Lyapunov指数,从而进行负荷时间序列的混沌特性的判别及可预测时长范围的确定。最后,建立了基于最大Lyapunov指数预测模型,对某市的整点负荷进行了预测。

半导体激光器系统混沌激光的计算方法对比

半导体激光器系统的动力学方程是研究混沌激光的重要理论基础,其计算精度直接决定了系统产生混沌激光的仿真可靠性。针对目前国际上普遍采用的光电场分解的两种方法,即光电场的振幅-相位分解与实部-虚部分解方法,本文分别对不同的半导体激光器系统进行了研究,并进行了对比分析。结果表明,两种数值计算方法在输出光复杂度低的情况下计算结果差异较小,但进入高复杂度时,两种方法的数值计算结果存在巨大的差异。分析表明,光电场采用实部-虚部分解的数值模拟精度更高,更适用于产生复杂度较高混沌激光的半导体激光器系统的研究。

开都河日径流时间序列混沌分析与模拟

本文利用相空间重构技术和混沌理论讨论了开都河日径流的混沌性质。通过日径流时间序列的功率谱分析,从定性角度讨论了日径流时间序列的混沌特征。进一步根据互信息量法得到相空间重构的延时,再根据Cao方法得到相空间重构的嵌入维数。利用Matlab软件计算得到相空间重构的延时和最佳嵌入维数分别为τ=6,m=14。这样将一维的开都河日径流时间序列重构成14维的相空间。通过最小数据量法计算出开都河日径流时间序列最大Lyapunov指数。利用最大Lyapunov指数对开都河日径流时间序列进行定量混沌分析。最后通过二阶Volterra自适应一步模型进行模拟。结果表明:开都河日径流时间序列的功率谱是连续的,功率谱呈现随频率增高而以指数方式递减趋势,区别于具有离散尖峰谱特征的周期时间序列和具有连续的、频率和振幅不相关谱特征的随机时间序列。这从定性角度表明开都河日径流时间序列具有混沌特征。通过计算得到开都河日径流时间序列的最大Lyapunov指数0<λmax=0.0097<1,从定量角度表明开都河日径流时间序列具有较弱的混沌特征。利用二阶Volterra自适应一步模型模拟得到相关系数和相对均方根误差分别0.9376和0.2390。这说明利用Volterra自适应模型模拟效果较好。

天然气管道泄漏声波的混沌特性

天然气管道发生泄漏时,管道内外压力的巨大差异会产生较大的声波变化,因泄漏产生的声波信号会沿着管道向上、下游传播,通过安装在管道两端的声波变送器检测泄漏声波信号即可判断管道泄漏事故的发生。基于此,讨论了混沌系统的最大Lyapunov指数和关联维数等主要特征参数的计算方法,在实际天然气管道泄放天然气模拟管道泄漏并采集声波信号,通过计算泄漏声波信号的混沌特征参数,验证了天然气管道泄漏声波信号具有混沌特性,研究成果可用于指导天然气管道泄漏检测和定位方法研究。

基于改进混沌算子的癫痫前期预测研究

对人的一维脑电信号进行了m维的重构,计算其m阶KC复杂度与最大Lyapunov指数。实验结果表明:癫痫发作前期的特征曲线出现了变化,该特性可用于预测癫痫发作。通过分析5例实验样本与8例验证样本的24小时动态脑电信号,预测准确率为87.5%,平均预测时间为17.54s。