基于岩体动力学演化模型的金属矿山塌陷区安全性Lyapunov指数评估方法

金属矿山采空区地面塌陷危险性预测过程中,仅利用灾害链进行程序评估预测,Lyapunov指数评估误差较大。考虑塌陷规模、特征、稳定性的数值模拟过程,设计一种基于岩体动力学演化模型的金属矿山塌陷区安全性Lyapunov指数评估方法。分析塌陷区冒落过程,结合顶板中拉应力和塌陷之间的关系,获取金属矿山塌陷区岩体弹性能等其他环境参数,利用岩体动力学演化模型进行数值模拟,直观定量地揭示出塌陷区内部动力学演化过程以及动力学特征;以塌陷区混沌时间序列为基础,得到重构相空间,根据光谱轨道的发散指数得到二维图像中的一条直线,利用最小二乘法逼近该直线,得到斜率具体值,即为目标最大Lyapunov指数。实验结果表明:该方法预测的两个监测点的安全性最大Lyapunov指数分别在61、62个月时超过0.3,监测点塌陷预测走势与实际的塌陷时间点更加吻合。降低了Lyapunov指数评估误差,为金属矿山塌陷区安全性分析提供新思路。

基于最大Lyapunov指数的冲击地压预测模型

冲击地压的拟合预测方法是对监测数据在未来一定时期的变化和走势规律进行预测,传统的数理统计预测模型把冲击地压监测序列认为是由于外在随机因素引起的,而冲击地压观测时序大多是一个貌似随机的非线性混沌序列,随机过程理论并不完全适合冲击地压时序的预测.最大Lyapunov指数作为量化动力系统对初始轨道的指数发散和估计系统的混沌量,是系统的一个很好的预报参数,本文在对观测序列相空间重构的基础上,基于最大Lyapunov指数对冲击地压工作面观测时序建立了预测模型,并与传统的数理统计预测方法进行了对比分析.通过对冲击危险区域的电磁辐射日平均值序列及顶板下沉速度序列等实例的预测运算和分析,得到冲击地压的最大Lyapunov指数预测模型达到了较高的预测精度,是完全可行的.

血府逐瘀汤治疗心血瘀阻型胸痹对Lyapunov指数以及肌钙蛋白影响

目的:探讨血府逐瘀汤治疗心血瘀阻型胸痹对Lyapunov指数以及肌钙蛋白的影响。方法:选取2013年9月—2015年9月深圳市宝安区中医院心血管科住院治疗的心血瘀阻型胸痹患者94例,按随机、对照原则分对照组47例和研究组47例,对照组采用硝酸酯类、低分子肝素等常规治疗;研究组在常规治疗上采用血府逐瘀汤治疗。治疗前后行同步12导联心电图测定最大Lyapunov指数,测定心功能指标,采血测定肌钙蛋白和血管内皮功能,同时对比临床疗效和并发症状况。结果:与治疗前比较,两组治疗后12导联最大Lyapunov指数均升高,治疗后LVEDV、LVESV降低,SV、LVEF升高,治疗后c Tn I、c Tn T、BNP均降低,治疗后ET降低、NO升高(P<0.05);与对照组比较,研究组治疗后12导联最大Lyapunov指数较高,治疗后LVEDV、LVESV较低,SV、LVEF较高,治疗后c Tn I、c Tn T、BNP较低,治疗后ET较低、NO较高(P<0.05);对照组有效率为76.60%,研究组有效率为91.49%,研究组高于对照组(P<0.05);两组间不良反应发生率,无差异(P>0.05)。结论:血府逐瘀汤治疗心血瘀阻型胸痹疗效确切,提高最大Lyapunov指数和心功能,降低心肌损伤。

心血瘀阻型胸痹患者同步12导联心电图信号的Lyapunov指数谱分析

目的:探讨心血瘀阻型胸痹患者同步12导联心电图信号的Lyapunov指数谱。方法:选取本院2012年10月-2014年10月西医诊断冠心病且中医辨证为心血瘀阻型胸痹患者150例为观察组,同期选取80例健康体检者作为对照组,比较两组同步12导联心电图信号的Lyapunov指数谱差异。结果:两组年龄、吸烟史、体重质量指数(IBM)、血压、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05),具有可比性。观察组同步12导联(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、a VR、a VL、a VF、V1、V2、V3、V4、V5和V6)心电图信号的最大Lyapunov指数分别为(0.0201±0.0037)、(0.0193±0.0036)、(0.0282±0.0057)、(0.0276±0.0057)、(0.0297±0.0065)、(0.0270±0.0059)、(0.0273±0.0066)、(0.0290±0.0065)、(0.0279±0.0068)、(0.0277±0.0062)、(0.0274±0.0061)和(0.0285±0.0092),均明显低于对照组(0.0649±0.0092)、(0.0621±0.0088)、(0.0866±0.0010)、(0.0880±0.0094)、(0.0797±0.0087)、(0.0801±0.0087)、(0.0826±0.0095)、(0.0806±0.0105)、(0.0769±0.0099)、(0.0864±0.0089)、(0.0811±0.0087)和(0.0764±0.0065),比较差异具有统计学意义(P<0.05)。根据时间序列相空间重构图和lyapunov指数谱变化曲线图发现,心电图信号具有明显的混沌特征。结论:同步12导联心电图信号的最大Lyapunov指数可作为心血瘀阻型胸痹的诊断指标。

矿区地下水系统演化混沌特性的Lyapunov指数判别

系统的特征指数———Lyapunov指数在表征系统的混沌性质方面起着重要的作用,是定量描述系统对初始条件敏感程度的参数。根据Pacard和Takens提出的相空间重构技术,首先确定延迟时间和最佳嵌入维数,重构相空间后,再利用W olf提出的从单变量中提取Lyapunov指数的方法,分别计算了湖南湘中涟邵煤田大水岩溶矿区4个矿井涌水量时间序列的Lyapunov指数,按照混沌特性判别准则,结果表明,在开采条件下,各矿区地下水系统的演化存在明显的混沌特性,这不仅为矿区地下水系统的深入研究提供了理论依据,而且为矿井涌水量预测模型提供了有力的依据。

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.

从混沌时间序列中测量Lyapunov指数谱

本文采用上海(1970—1985年)15年逐日平均气压资料,用相关矩阵分析的方法,提取得到了完整的Lyapunov指数谱。指数谱不仅有正值、零值,还得到了负值。并得到Lyapunov指数之和,即∑λ_i<0。又一次证明了我国季风区短期天气吸引子是一种混沌运动。由于正的Lyapunov指数值之和是反映系统总体的发散状况,理论证明正值指数和等于系统的Kolmogorov熵。本文得到在延滞时间τ=5、参数m=2、维数d_M=9的条件下,正指数之和∑λ_i=K=0.110405从而得到可预报时间尺度T=1/K≈9天。与早期动力统计方法所得到的可预报时间接近,亦与作者在文献[2]中得到的结果十分吻合。

基于Lyapunov指数法的四旋翼飞行器运动稳定性分析

针对"四旋翼飞行器在相对复杂的近地空间,容易受到气流扰动,而出现抖动和失控等运动稳定性"问题。采用Lyapunov指数法对四旋翼飞行器运动稳定性开展研究:首先,利用欧拉-庞卡莱方程建立此飞行器的动力学模型,进而分析得到系统结构参数与稳定性之间的量化关系;其次,利用Lyapunov指数分析法进行稳定性分析。先进行Lyapunov指数计算,并对影响Lyapunov指数的主要参数进行分析,计算飞行器在起飞和着陆阶段对应姿态的Lyapunov指数谱,结果得到起飞阶段的稳定性比着陆阶段的稳定性好。最后,针对四旋翼飞行器在着陆阶段稳定性较差的情况,通过改变旋翼与机体中心距L的数值,可以提高其运动稳定性能。

基于Lyapunov指数λ的混沌预测及其在水文中的应用

水文时间序列更具有随机性,但是否具有混沌性,能否用混沌预测原理进行预测,则需要引进Lyapunov指数λ进行判定。本文通过对山东小清河日径流的分析,计算出了小清河日径流序列的Lyapunov指数λ大于零,表明小清河的日径流量序列具有混沌性,可以用混沌原理进行预测;预测结果与实际观测值误差在允许范围之内,符合预测精度。

Lyapunov指数和可预报时间尺度及其应用

介绍了混沌系统中的Lyapunov指数概念 ,给出了Lyapunov指数的计算过程 ,且计算了我国各地月平均气温Lyapunov指数和最大可预报时间尺度 ,指出Lyapunov指数的量极为 10 -2 ,它们的分布具有明显的地域特性 ,并与气温的变率标准差进行比较分析 。

基于Lyapunov协同权重的信任度评价渐进控制模型

由于网络用户数据呈现渐进性非线性特征分离,导致对网络用户的信任度评价控制不准,无法有效实现对用户的准确推荐。提出一种基于Lyapunov协同权重控制的电子商务用户信任度评价渐进控制模型,将未知扰动和语义建模误差转化为满足给定信任评价的约束矩阵,完成用户信任网络控制器设计,采用Lyapunov指数系统感知策略,对用户信任权重值进行自适应调整,构建用户推荐模型构建与网络信任度控制模型,设计用户信任权重值协同感知算法,基于Lyapunov协同权重的电子商务用户信任度评价渐进控制模型改进设计。实验结果表明,该算法实现电子商务用户信任度渐进控制,控制精度较高,地域的分布特性也更加均衡,真实反映电子商务用户信任度评价的动态性、自适应性和稳健性特征,展示了较好的应用性能。

修正的Lorenz模型的Lyapunov指数

采用非线性动力学的分析方法，求出了修正的Ｌｏｒｅｎｚ模型的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，确定出该体系存在着混沌吸引子。

基于Lyapunov指数的树木年轮时间序列混沌特征分析

【目的】对陕西关中地区5-6月的降水趋势性进行预测,为揭示关中地区气候演变过程的动态特征提供理论依据。【方法】采用传统Lyapunov指数与非线性局部Lyapunov指数,对关中地区1544-1989年共446年的5-6月降水量代用资料——树木年轮代用资料时间序列非线性动力系统的动力学特征进行分析。【结果】树木年轮代用资料时间序列具有混沌特征,非线性局部Lyapunov指数随时间增加单调减少,相对误差随预报时间的增加而单调增大。【结论】树木年轮代用资料可用于关中地区5-6月降水的趋势性预测。

基于最大Lyapunov指数的交通流混沌现象仿真

从交通流的三要素,即人、车、路来分别分析交通流的不确定性。应用最大lyapunov指数法来判断交通流中是否存在混沌现象,并利用数值计算方法计算Lyapunov指数,继而通过经典非线性跟驰模型中的车头间距倒数模型进行仿真,结果证明交通流中确实存在混沌现象。

电磁超声非线性效应表征的Lyapunov指数分析方法

针对金属疲劳损伤非线性效应非接触式检测需求及其低信噪比问题,提出电磁超声方案对非线性效应进行信号拾取,并采用Duffing混沌系统实现对金属疲劳程度定量评估,进而依据相轨图和Lyapunov指数表征材料疲劳演变非线性特性。采用有限元方法分析铝合金疲劳损伤演变过程,基于材料Murnaghan模型和微裂纹等效弹簧模型,研究疲劳损伤演变过程中相对非线性系数变化规律;进而探究Duffing混沌系统对于非线性效应特征提取的抗噪能力,当信噪比在20 dB时,相对非线性系数误差为132.12%,而Lyapunov指数误差为8.82%,因而Lyapunov指数较非线性系数而言有显著的抗噪能力;此外,基于对铝合金疲劳检测进行实验研究,验证了电磁超声非线性效应Lyapunov指数表征分析方法的可行性及准确性。研究结果表明,Lyapunov指数能够有效应对电磁超声非线性检测过程中低信噪比问题,从而提升非线性特征拾取的灵敏度和可重复性,进一步增强电磁超声等非接触式超声检测方法在疲劳在线检测演变的工程应用的贡献。

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。

基于改进Lyapunov指数的瓦斯涌出时间序列预测

针对瓦斯涌出传统的线性预测方法存在的问题,根据瓦斯涌出时间序列固有的确定性和非线性,建立了基于最大Lyapunov指数的瓦斯涌出混沌时间序列预测模型.经Ⅱ1024回采工作面瓦斯涌出时间序列仿真计算,仿真结果显示该预测方法具有很高的预测精度.

基于改进最大Lyapunov指数求解的成本预测方法

由于传统的Lyapunov指数估算模式中的预测时限要受限于最大Lyapunov指数,在南京汽轮电机集团相关技术人员的大力协助下,对已提出的基于k-t间隔采样混沌模型的求解方法进行了适当地研究和改进,通过引入数据间隔差方法,以得到最佳拟和数据段,有效地提高了预测精度,增加预测时限。在模拟仿真时,与现有的真实数据进行了比较,结果表明取得了较好的预测效果。

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。

基于Lyapunov指数的电力系统短期负荷预测

短期负荷预测为发电计划程序提供数据,是电力系统经济运行和安全控制的基础。介绍Lyapunov指数预测法的步骤,以东北电网1994年的负荷数据为例,探讨Lyapunov指数预测法的预测准确性,确定其误差符合电力负荷预测的要求,适于在电力系统短期负荷预测中广泛应用。