关于N型映射的周期点计数和Devaney混沌性

探讨了N型映射的周期点的计数问题,提供了周期点的具体计算公式;进一步从实数的三进制表示的角度,阐释了N型映射的Devaney混沌性.

拓扑半共轭下扩充与因子Devaney混沌性状的保持性

讨论了扩充与因子Devaney混沌性状的相互保持,得出在拓扑半共轭条件下,若扩充是Devaney混沌的,则因子也是Devaney混沌的.证明了在有限层覆盖映射与局部等距覆盖映射下,扩充与因子的初值敏感依赖性相互保持.并举例说明即使在局部等距覆盖映射下,由因子的Devaney混沌性推不出扩充的Devaney混沌性.

含太阳轮浮动的风电机组行星齿轮箱动力学建模与混沌性分析

为了研究多种非线性因素共同作用下的风电机组行星齿轮箱的动力学特性和混沌性,建立了包含太阳轮浮动、时变啮合刚度、综合啮合误差、齿侧间隙等非线性因素的平移-扭转耦合动力学模型。以某1.5 MW风机的传动链为研究对象,对实际运行中不可避免的行星轮系太阳轮浮动进行了建模,在此基础上建立更加完善的系统动力学模型。通过数值解法对系统动态响应进行求解,绘制了系统的分岔图、相轨线、Poincare截面和功率谱以分析风机传动链随激励频率变化的分岔混沌特性。结果表明,太阳轮浮动会显著影响系统的动态响应和混沌性。研究结果对风机传动链的优化设计、生产制造具有一定的指导意义。

基于混沌性分析和长短期记忆神经网络的光伏功率预测方法

为了提高复杂环境下光伏功率数据的预测精度,针对光伏功率序列中存在的随机性和不确定性问题,提出了基于混沌性分析和长短期记忆神经网络(LSTM)的预测方法。混沌性分析方法包括集合经验模态分解(EEMD)和相空间重构,EEMD用于分解光伏功率序列,降低原始序列的复杂程度,相空间重构将原一维序列重构为高维状态空间下的序列,有利于提升预测精度。LSTM具有较为复杂的机制,更适合用于预测不确定性的时间序列。另外将光伏功率分为平稳型和非平稳型数据,并对这两类数据分别建立预测模型进行预测。实验结果表明,所提方法对比单一类型的预测模型和其他组合模型,都有不同程度的优势。

线性分段混沌映射构造及在图像加密中的应用

参考一些经典的混沌系统例如改造或者复合后的账篷映射、调频后的正弦函数等,构建可用的混沌系统是一项重要的工作。研究发现一组计算简单、混沌特性非常好的分段线性函数,该分段线性函数族中的一类具有较好的混沌特性,其分岔图遍历特性较好,在较大的参数区间内Lyapunov指数均大于1.5,同时也可以证明其在定义区间上是Devaney混沌的。该系统具有多个可变的自由参数,各种抗攻击指标较理想,计算时间少,密钥空间大,是一种实用的混沌加密系统,同时该分段函数也是混沌研究的一个实例。

t分布与螺旋黏菌搜索的混沌自适应秃鹰搜索算法

针对秃鹰搜索算法搜索精度低、收敛速度慢及易于陷入局部最优的不足,提出t分布与螺旋黏菌搜索的混沌自适应秃鹰搜索算法.首先引入混沌Bernoulli映射进行种群初始化,丰富种群多样性;然后在搜索空间猎物阶段利用螺旋黏菌搜索策略依搜索进程动态修正位置更新方式,提高算法全局搜索能力和收敛精度;在俯冲捕获猎物阶段引入自适应惯性权重策略平衡算法全局搜索与局部开发,提高算法求解精度;最后利用t分布随机扰动策略依概率对种群个体变异,增加算法跳离局部最优、找到全局最优的概率.利用基准函数对算法寻优性能进行实验评估,并引入Wilcoxon秩和检验评估算法搜索性能.结果表明:改进秃鹰搜索算法在寻优精度和收敛速度上都得到了更大提升.

基于优化WOA-BP策略的土体冻胀率因素敏感性定量分析

土体冻胀是寒区工程建设面临的重要挑战之一,对其进行准确预测和敏感性分析,对于保障工程安全与稳定、预防结构变形与破坏至关重要。针对东北某矿区三种土样,在不同冷端温度、含水率和干密度条件下,实施了单向冻结且不补水的冻胀实验。基于实验数据,分析了影响冻胀率的关键因素,构建了以干密度、含水率、冷端温度、比重及结冰温度为输入变量的WOA-BP预测模型,引入Chebyshev混沌映射与自适应权重调整策略,优化得到Chebyshev混沌映射自适应权重的WOA-BP神经网络。经验证,该模型预测误差小,可以较好地预测土体的冻胀率。结合Garson算法、扰动法及蒙特卡洛模拟等三种方法,对土体冻胀率的影响因素进行了敏感性分析,所得结果一致。该矿区土样的冻胀率对干密度、比重、含水率、冷端温度、结冰温度变化的敏感程度依次降低。

拓扑空间中Devaney混沌的乘积性质

主要讨论在一般的拓扑空间中Devaney混沌映射的乘积映射是否是混沌的.首先我们研究了判定Devaney混沌的条件,得到周期点是稠密的映射的乘积映射是周期点稠密,但拓扑传递的映射的乘积映射不一定是拓扑传递的.然后给出一个反例说明两个混沌映射的乘积映射不一定是混沌的.最后我们又引入了拓扑混合的概念,由此得到混沌映射的乘积映射是混沌的充分条件.

管制—飞行状态相依网络演化过程混沌性研究

飞行员和管制员是空中交通管制系统中的关键角色,对其关系进行演化分析能够得到管制系统的演化规律。依据航空器间飞行冲突情况、管制扇区间移交关系和管制员对航空器的指挥监视关系,构建管制—飞行状态相依网络模型;统计相依网络演化过程中节点的特性,分析演化过程中管制员工作负荷和航空器飞行冲突的变化情况;通过最大Lyapunov指数与相图分析法判别系统混沌性。结果表明:管制扇区与航空器节点的特性能够反映管制系统变化的趋势,管制系统演化规律具有混沌性、可预测性。

低可探测DSI进气道几何敏感性分析

低可探测DSI进气道(蚌式进气道)设计受多个几何参数的影响,单几何参数分析难以全面反映外形对进气道性能的影响。本文采用非嵌入式多项式混沌方法对某低可探测DSI进气道开展研究,分析亚声速大攻角、最大飞行速度时,进气道性能对喉道面积、喉道位置、鼓包马赫数、鼓包前移量、唇罩前伸量、唇口前缘半径以及进气道收缩量的敏感程度,并开展了选型设计。结果表明,进气道性能对唇罩前伸量最敏感,鼓包马赫数和收缩量对亚声速大攻角下的进气道性能也有所贡献,并存在最佳的唇罩前伸量与进气道收缩量。选型设计后,进气道在亚声速大攻角时总压恢复系数提升4.6%,稳态总压畸变指数下降10.9%;在最大飞行速度时总压恢复系数提升3.1%,稳态总压畸变指数降低35.5%。合理地选择几何参数,减弱或消除进气道唇口处以及激波后的分离能够有效提升进气道性能。

数字图像混沌序列抽样加权强置乱算法仿真

数字图像置乱关系到个人隐私和信息安全问题,为了保护图像中的敏感信息,提出一种基于位交换和混沌优化的数字图像置乱算法。使用散列函数获得数字图像明文的密钥流,采用与明文相关的子密钥推导像素初始值,通过非线性交叉生成位交换算子,增强明文信息敏感性;运用Logistic方程得到混沌序列,引入抽样加权方法提高图像置乱强度,采用混合蛙跳方法按照族群划分实施信息传输,将混沌序列内的实数从小到大排列,初始混沌抽样后构成的混沌序列用于图像中,显著提升图像置乱强度,完成数字图像置乱。仿真结果表明,上述方法拥有极高的安全性和优秀的加密性能,可以为数字图像在各领域的安全使用提供可靠借鉴。

基于冲击Hugoniot关系的爆压性质和不确定度量化

精确评估炸药冲击Hugoniot参数的可信区间,有效量化冲击起爆、状态方程等唯象模型的不确定度,提高模型的鲁棒性和可靠性,会极大地降低爆压标定的成本。利用线性回归拟合方法得到冲击Hugoniot参数,采用参数估计法推导出Hugoniot参数的置信区间,使用国内试验数据确认方法的有效性。在合理假设的基础上,结合Chapman-Jouguet理论和冲击Hugoniot关系,导出爆压与装药厚度、冲击波走时、初始密度、Hugoniot斜率和0-压声速之间的函数关系式。分别用对数正态分布和Beta分布表征输入不确定度,通过Rosenblatt变换将输入不确定度转化成相互独立的标准正态分布,使用自适应基函数多项式混沌不确定度传播量化方法,给出了爆压的概率密度函数和置信区间。研究结果表明,爆压与样品厚度、爆轰走时、爆速具有拟单调性,在特殊前提下证实了前人的判断。应用于PBX9502炸药,发现给出的置信区间较宽,与试验专家的先验论断吻合。该研究发展了一套有效量化爆轰不确定度的传播量化方法,为发展可信、强预测能力爆轰模拟软件提供了技术支撑。

具有多涡卷混沌系统在保密通信中的应用

构造了一个新的三维混沌系统,该系统具有丰富的多稳态特性,即存在多涡卷吸引子现象。通过分析系统的平衡点与稳定性、吸引子相图、Lyapunov指数谱以及分岔图,发现该系统具有复杂的动力学特性且吸引子表现为四涡卷的拓扑结构。重点分析了参数和初始条件对系统多稳态性的影响,分析发现,当改变系统参数并选取合适的初始条件时,系统会出现双涡卷-三涡卷-四涡卷不同类型的多涡卷吸引子共存现象。基于提出的新三维混沌系统,在同步控制器的作用下,采用移位映射同步方法实现了该系统与经典Lorenz混沌系统的同步。最后将同步控制器应用于混沌掩盖保密通信中,仿真结果表明:该方法可靠、有效,在同步通信领域具有较好的应用价值。

基于深度学习的图像显著性区域加密

互联网的广泛应用使得图像的传输和存储越来越便捷,网络的公开化使得很多传输的图像数据可能被轻易地监听、截获、非法复制和篡改等。图像的显著性区域包含了图像的大部分信息,对图像的显著性区域加密可以有效保护图像的信息。本文提出了一种基于深度学习的图像显著性区域加密方式,该方式只对图像的显著性区域进行加密,待加密图像先被提取显著性区域,再使用混沌置乱的方法对显著性区域进行加密。实验结果证明,基于深度学习的显著性区域提取方式性能更好,显著性区域加密比全部加密减少了大部分加密区域,大大提高了加密效率。

吸引子共存的四维多稳态混沌系统及同步电路

文中设计了一种具有多翼吸引子的四维混沌系统,通过改变系统的多组参数,观察到吸引子结构由四翼变为双翼。采用相图、Lyapunov指数谱、分岔图和复杂度等方法,验证系统的动力学特性。结果表明,通过改变系统参数和选择不同的初始值,系统呈现出极性相反但结构相似的吸引子共存现象。使用Multisim仿真软件进行了电路仿真,发现数值分析和模拟仿真结果一致,验证了系统的可实现性。最后,采用线性反馈同步法对该系统进行了同步控制,并成功实现了同步电路仿真。所设计系统具有丰富的多稳态特性,主从系统在极短的时间内达到了同步,同步效果良好,可广泛应用于保密通信领域。

求解Max-Re-SAT的离散混沌量子蝙蝠算法

针对最大正则可满足性问题求解算法的研究空缺,以及提升求解最大可满足性问题的智能优化算法的精度,基于蝙蝠算法(bat algorithm,BA),提出了一种基于离散混沌量子的蝙蝠算法。在该算法中,将连续数值转化为离散的二进制编码,对算法进行了离散化处理。该研究运用量子理论、引入量子比特编码和启发式量子变异,通过量子旋转门改变非最优个体的概率振幅来实现变异,解决了早熟和收敛速度慢的问题。在位置更新中,使用混沌映射替代固定参数,增强了灵活性和多样性,提高了全局寻优能力和求解效率。实验结果表明:在随机正则可满足性问题实例产生模型产生的不同规模算例上,所提算法的求解精度远远高于传统启发式算法;同时,与获奖的求解器相比,也具有一定的竞争力,验证了该算法的有效性。

二维时变离散时空系统的混沌性及其在流密码中的应用

基于度量空间中的Devaney混沌概念,论文研究了一类二维时变离散时空系统的混沌性,给出了这类系统具有Devaney混沌性的一个充分条件和具体实例,并利用它设计了一种简单的流密码系统。同时,对该混沌系统解的混乱性和流密码算法的加密效果进行了仿真,仿真效果说明了理论结果在实际序列密码算法设计中的效果优良。

时变广义符号动力系统的混沌性及其在流密码中的应用

论文研究了一类时变广义符号动力系统的混沌性,给出了这类系统具有混沌性的构造方法与实例,并对它所产生的混沌序列进行了一些伪随机性能分析和测试。同时,综合利用常见的移位寄存器和这类系统设计了一种简单的流密码算法,计算机仿真实验说明了所设计的流密码算法具有良好的加密效果。

双参保守复混沌系统的构建及偏置增压控制

基于经典保守混沌系统的结构,构造了一个双参数保守混沌系统,能够产生复杂动力学现象。通过理论分析和多种数值仿真方法,研究了系统结构参数和外力参数对混沌性、保守性、平衡状态和稳定性的影响。结果表明,随着参数的变化,系统相体积保持守恒,呈现混沌、周期运动等现象,并证明了参数对平衡状态的影响。此外,通过虚实分离的方法构造了复系统,并研究了其动力学特性,发现实混沌系统所构造的复系统中,同样具有混沌性和保守性,且具有大参数范围混沌现象。设计了控制器,使系统产生偏置增压现象,并可对信号极性进行控制。最后,设计了系统电路并进行了仿真,结果与理论相符,证明了混沌系统的物理可行性。

一类广义帐篷映射的Devaney混沌性

研究了[0,1]上一类推广的帐篷映射φ的Devaney混沌性.证明了一定参数条件下,对任意[0,1]的子区间J,存在正整数n,使得φ~n(J)=[0,1],从而推出在该参数条件下φ是拓扑传递的.由于区间上连续自映射的拓扑传递性等价于Devaney混沌性,因而可推知φ在该参数条件下是Devaney混沌的.