进化计算的创发性模型

提出一种新的进化计算创发性模型，该模型以２维个体空间形式的混沌动力学机制有机地构造了进化计算的自适应过程，并有丰富的非线性特性和较强的创发计算能力。该模型和相应计算方法有助于复杂系统的自适应建模和线性信号处理。     

细胞神经网络混沌系统同步控制方法研究

细胞神经网络(CNN)是一种非线性动态网络。针对细胞神经网络混沌系统的同步问题,采用了脉冲控制实现混沌系统的同步。通过介绍脉冲控制理论,设计混沌同步控制器。在最后,通过数值仿真,给出其有效性。     

一类机械振动系统的混沌控制

针对机械振动系统混沌运动的自身特点,提出了一种等效无源的混沌控制策略。将原振动系统等效成无源非线性系统,利用无源系统的特性,对一类具有可动边界的机械振动系统的混池行为施加控制,消除系统中的混沌运动,降低系统自激振动的危害,实现了系统的快速稳定。     

一种新的快速小波网络学习算法

针对小波网络学习算法具有训练时间长、收敛缓慢,以及训练时频繁调整隐含层与输出结点之间的权重,难以确定合适的步长等缺点,提出了一种把梯度下降方法和Kalman方法有机结合的快速学习算法。该算法使用梯度下降方法调整尺度和平移系数,用Kalman方法调整权重,以动态非线性系统和混沌系统为实例做了仿真,并与其它方法做了比较。结果表明该算法能够对动态非线性系统的输入输出快速学习和建模,优于其它小波网络的学习算法。     

一个新的四维能源供需系统及其混沌控制

以江苏能源需求、能源进口及可再生能源利用与西部能源供给之间的相互支持、相互制约的复杂关系为背景建立了一个新的四维能源供需系统,这是一类新的非线性微分方程系统,反映了能源需求与供给的非线性特征;借助于Lyapunov指数谱及分叉图研究了系统的动力演化行为;利用线性反馈控制方法及自适应控制方法将四维能源供需系统的混沌态控制到原先不稳定的平衡点和周期轨.给出了数值模拟结果,使得理论分析与数值研究得到了相互验证.     

矿用汽车发动机减振系统中的混沌行为

主要研究矿用汽车发动机减振系统的非线性动力学行为。首先分析系统的稳定性,求出其异宿轨道,在此基础上利用Melnikov方法得到系统通向混沌的临界条件,并分析系统中非线性阻尼系数等参数对其非线性动力学行为的影响,最后利用数值计算方法进行验证。结果表明:非线性阻尼系数对混沌阈值的影响最大;同时随着曲轴半径的增大,系统存在着混沌的可能性。为设计与制造减振系统提供理论依据,改善矿用汽车平顺性和舒适性。     

基于非线性混沌理论的岩爆预测方法分析

为了提高岩爆预测的准确性,作者分析了非线性理论在岩爆研究中的应用,发现岩爆围岩系统发展具有混沌特性。因此,提出了应用非线性混沌理论对岩爆监测数据进行重构,并分析混沌吸引子的平衡,以建立岩爆预测模型的研究思路,以期进一步提高岩爆预测的准确性。     

统一混沌系统在机构综合中的应用研究

机构综合中的许多问题都可以转化为非线性方程组的求解问题,牛顿迭代法是重要的一维及多维的迭代技术,其迭代本身对初始点非常敏感。研究了统一混沌系统的特性,运用Matlab7.0软件计算了最大Lyapunov指数。以统一混沌模型产生牛顿迭代的初始点,提出了基于统一混沌的牛顿迭代法求解非线性方程组的新方法。机构综合求解实例表明该方法的正确性与有效性。     

转子—轴承系统混沌运动的研究

对转子—轴承系统的混沌运动进行动力学研究 ,采用非线性油膜力数据库方法获得椭圆轴承的非线性油膜力 ,数值计算得到了系统在某些参数域中的分叉图、轴心轨迹、相图、Poincar映射、时域波形和频谱图 ,直观显示了系统发生混沌运动的性态 ,用李雅普诺夫指数对混沌运动时的时间序列进行了判断 ,为控制转子系统混沌运动的发生及动力学设计提供了理论基础     

基于微震时间序列的冲击地压混沌特性分析

冲击地压破坏是一非线性动力学过程,因此基于微震时间序列,采用定性和定量方法深入系统的分析其混沌特性,为冲击地压的混沌预测打下基础。简单介绍了微震监测的基本原理和冲击地压的混沌特征显现。在MATLABR2009b环境下,以微震累计能量时间序列为例,应用功率谱方法确定其具有非周期性;采用主成分分析将其与噪声信号区别开来;计算出其最大Lya-punov指数>0,判定系统具有混沌特性;计算出的关联维数描述了系统的混沌程度。     

一种抑制煤矿电力系统混沌振荡的改进延时反馈方法

煤矿电力系统是一种比较复杂的非线性系统,在一定条件下可能发生混沌振荡,会严重影响煤矿的安全运行。针对出现的混沌振荡,采用改进延时反馈控制方法进行抑制,其中反馈增益K采用梯度下降法进行调整,即用量子粒子群方法优化控制器的各个权系数,将混沌振荡稳定到平衡点上以达到消除混沌振荡的目的。通过仿真试验证明了这种方法的有效性。     

混沌振动在振动筛降噪中应用的探讨

以安装有非线性刚度的橡胶弹簧隔振的直线振动筛为例，探讨了非线性系统中普遍存在的混沌现象。输入单频激励，输出多频或宽频响应，从而分散单频振动噪声的强度。调整控制参数，使振动筛产生混沌振动，可以对振动筛降噪起到一定作用。     

电力电子电路中的分岔、混沌及其应用研究

以Twin-T电路和基于忆阻器的混沌电路(Memristor based Chaotic Circuit-MCC)为辅助,主要分析了数字控制电力电子电路中的分岔和混沌现象,并将混沌应用到电力电子电路中,以达到性能优化的目的。通过在Twin-T电路中两个电容直接相连的连接点上接入发光二极管元件,设计了一个新Twin-T混沌电路。以控制信号强度为分岔参数绘制分岔图,结果显示系统随控制信号强度增加经周期递加分岔步入混沌振荡。利用忆阻器元件取代蔡氏电路非线性二极管,结合分岔图、功率谱、最大Lya-punov指数等数值分析工具研究了系统分岔路径和双涡卷奇异吸引子结构。考虑到Twin-T电路优良的选频特性,设计了一种基于Twin-T电路的陷波混沌控制器。此控制器包含了一个陷波滤波器和一个电压电流转换接口电路。理论分析和实验结果均表明此控制器可以快速有效地将系统混沌控制到周期轨道上。超混沌系统具有至少两个大于零的Lyapunov指数,系统动态规律也更为复杂。通过修改MCC,设计了一个新的四阶超混沌电路。采用奇异值分解方法计算系统的Lyapunv指数谱,结果显示系统在某些参数区间内具有两个Lyapunov指数的值大于零。目前对变换器电路中的分岔和混沌现象研究多集中在模拟控制方式下,对于数字控制方式产生的时间延迟和量化误差很少考虑。以一台数字控制同步Buck变换器(Synchronous Buck Converter-SBC)为研究对象,利用z域小信号模型分析了比例-积分补偿策略下系统的分岔行为。在此基础上,利用描述函数等效出量化误差在控制环路引入的动态增益,并估算出系统的极限环区间。开关磁阻调速系统(Switched Reluctance Drive-SRD)可以看作是包含运动部件的电力电子电路。由于其特殊的定转子双凸极结构,系统存在铁磁饱和、频繁换相等非线性特征。在假设相电感与相电流无关的基础上,对比了模拟和数字两种控制方式下SRD的分岔行为。考虑到线性模型精度不高的因素,设计了一个新的基于指数函数的磁链非线性模型,利用分岔图和功率谱分析工具研究了数字控制SRD非线性模型中的分岔和混沌行为。以MCC为测试对象,验证了相空间重构技术恢复系统原吸引子的有效性。采用互信息量和虚假邻点方法获取最佳重构时延和嵌入维数,同时结合G-P算法和小数据量方法计算了系统的分形维和最大Lyapunov指数。在此基础上,基于MATLAB的Simulink仿真环境构建了采用模糊控制策略的SRD系统,并计算其重构相空间的分形维和最大Lyapunov指数。计算结果表明模糊控制SRD系统存在较大范围的混沌区间。混沌信号的一些特殊性质可以采取措施加以利用。以MCC电压信号作信号源,实现了SBC的混沌扩频。基于模糊控制SRD存在较大范围混沌区间这一研究结论,提出一种基于反馈转差变换率序列的SRD系统混沌扩频策略,仿真和实验结果均证实此扩频策略可以有效降低系统在开关频率及次谐波点的功率谱尖峰幅值。同时,分析数字控制SRD变换器不同单相故障下滤波电容电压频率谱,结合细节电压信号的混沌特征不变量,实现了变换器单相故障的识别。     

重介质分选过程的多模型切换自适应控制

目前重介质分选由于过程复杂、且生产过程干扰较大，具有强非线性等特点。因此，重介质分选过程的自适应控制成为生产提质增效的关键。针对重介质分选密度回路和重介质分选过程的非线性特点，提出了一种多模型切换自适应控制方法。该方法首先采用随机向量函数链接网络(RVFLN)估计系统未建模动态项，并设计了线性和非线性自适应控制器，在此基础上，设计了切换机制，使两种控制器切换作用，提高了系统控制性能，提升控制精度，进而增加选煤厂的经济效益。最后采用万利一矿选煤厂的实际运行数据对重介质分选密度回路进行了仿真实验，验证了该方法的有效性。     

矿区地下水位的混沌时间序列局域法预测

矿区地下水系统是一个非线性演化系统,地下水位的变化也是一个不可积的过程,随着采矿的进行,其演化过程会通过一定的轨道进入混沌状态。对杨庄煤矿1号奥灰水位的水文地质长观孔观测时间序列数据进行了分析,根据Pacard和Takens提出的相空间重构技术,首先采用自相关函数法计算其时间延迟,并计算其最佳嵌入维数,然后利用Wolf提出的方法,从单变量中提取出了最大Lyapunov指数,由计算结果得出时间序列具有混沌特性。在此基础上,采用混沌时间序列的局域法对水位做了6步预测,结果表明,混沌时间序列方法对混沌序列的预测具有较高的精度。     

基于非线性混沌理论的岩爆预测方法展望

在回顾总结几十年来国内外岩爆预测预报的历史经验的基础上，结合近年来蓬勃发展的非线性理论，从岩土体天然的非线性本质出发，提出以非线性混沌理论作为基本出发点来研究非线性的岩爆问题的思路。     

矿区地下水系统演化过程中混沌性态形成的条件及机理

以混沌理论为基础，提出了系统整体稳定性的3种状态、系统混沌性态形成的前提条件和确定性混沌与随机混沌所具有的差别.据此，进一步阐述了矿区地下水系统演化过程中所具有的不可逆性、非平稳性和结果的多样性；说明不仅要运用混沌和分形的理论和方法，还要考虑运用随机过程的有关理论和方法，才能进一步改善地下水量计算和预测难以符合实际情况的问题.     

用线性相似材料模拟非线性稳定现象的方法

相似模型是近代研究工程技术问题的重要方法.制造模型的关键在于寻求良好的相似材料.目前线性材料容易选择,而非线性材料则难于配制,因此非线性的模拟迄今存在困难.作者建议将数学计算和模型方法结合起来,用线性材料模拟非线性问题.用数学方法证明了线性材料能模拟非线性稳定场.提出“逐步逼近模拟法”,变换线性材料的物理参数逐步模拟非线性场.说明了线性材料逐步逼近,迭代收敛的充分必要条件.举例说明了在通风网路和地下水渗滤中的应用.     

基于核判别分析的特征约简方法在故障诊断中的应用

针对故障诊断中传统的线性多变量统计分析方法不能解决线性不可分问题,提出了一种基于核判别分析的非线性特征约简方法。在核判别分析中,核函数决定了其非线性映射的能力;为此,提出了一种基于K均值聚类的核函数参数优化方案,并将该方法应用于滚动轴承的故障诊断中。结果表明,与主成分分析及线性判别分析相比,核判别分析能够更有效地区分轴承的4种状态,适用于故障诊断中的非线性特征约简。     

基于相空间重构与贝叶斯框架的LS-SVM矿井涌水量预测

提出了一种相空间重构与贝叶斯框架下的LS-SVM预测矿井涌水量的方法,矿井涌水量具有混沌特征,利用相空间重构,找出矿井涌水量时间序列隐藏的演化规律,作为输入参量,将贝叶斯证据框架理论用于最小二乘支持向量机模型参数的优选,运用LS-SVM将非线性问题转化为高维特征空间的线性问题进行求解。利用典型的Lorenz生成的时间序列进行仿真,选择2004年8月-2005年2月的矿井涌水量数据进行验证,结果表明该方法可行并具有较高的精度。