利用Lyapunov指数分析机械手反馈控制中的混沌运动

给出了一种适用于一般混沌系统最大Lyapunov指数计算的数值算法，并应用于Duffing方程系统、Lorenz系统和Roessler系统．验证了该方法的有效性。分析了平面两自由度机械手基于多变量比例微分反馈控制中的混沌现象，在给定的几种特定参数条件下，计算了机械手混沌模型的最大Lyapunov指数，结果表明机械手在反馈控制下会出现混沌运动。     

基于Lyapunov指数的弱周期信号检测

分析了基于M e ln ikov法和相轨迹观察法的弱周期信号检测方法,针对该方法存在的检测精度低等不足,提出了基于Lyapunov指数法的弱周期信号检测方法。首先使用基于模型Lyapunov指数计算方法设置阈值,然后利用具有噪声的数据进行相空间重构并利用改进方法计算Lyapunov指数,并依此判断大尺度周期状态。该方法的特点是阈值设置精度高,可以实现自动识别。仿真结果验证了理论分析的正确性和有效性。     

用Lyapunov指数研究单对齿轮间隙非线性系统的动力学行为

在间隙函数为分段线性函数的单对齿轮系统非线性微分方程量纲一化的基础上，给出院 系统的精确解析解，直接从Lyapunov指数的定义出发，给出了计算最大Lyapunov指数的数值方法，作出了系统随激励频率变化时的Lyapunov指数图，并扰此判别了系统中所存在的周期和混沌吸引子，研究结果表明，Lyapunov指数确是判定齿轮系统非线性动力学状态的一种可靠的特征指标。     

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。     

最大Lyapunov指数在确定混沌系统混沌参数域中的应用

非线性振动系统具有与传统线性振动系统不同的某些特点和性能,并且当参数处于一定范围内时,系统将呈现混沌状态。最大Lyapunov指数是判断非线性振动系统是否为混沌的一个重要判据。提出了利用最大Lyapunov指数来确定Duffing系统的混沌参数区间的可行性,并利用参数的分岔图进行验证。     

基于混沌时间序列的旋转机械非平稳状态预测方法研究

针对旋转机械设备的非平稳运行状态,以混沌理论为基础,将最大Lyapunov指数的预测模型引入旋转机械故障趋势预示,阐述了构造预报函数f或F的两种方法,提供了混沌时间序列的最大可预测时间的计算方法,通过对大型机组实验数据的分析,证明了在最大预测时间内,该预测方法是较理想的。^^     

基于Lyapunov指数的超声导波检测技术

为了提高超声导波的检测灵敏度,提出了一种基于杜芬方程Lyapunov指数特性的超声导波识别方法,该方法利用了杜芬方程对系统参数的敏感性及其对噪声信号的免疫特性。首先,分析了杜芬方程检测导波信号的数学原理;其次,讨论了如何设定检测系统参数,给出了可用于检测导波信号的杜芬系统;最后,通过分析比较噪声和导波信号对Lyapunov指数的不同影响,证明了该方法识别强噪声下弱超声导波的有效性。数值算例表明,通过合理设置杜芬方程参数使系统处于混沌状态,当输入导波信号和混有噪声的导波信号时,系统由混沌状态转变为极限环运动,利用杜芬系统状态改变可实现对强噪声下弱超声导波的识别,该方法可有效延长超声导波的检测范围和提高检测小缺陷的灵敏度。     

小数据量法计算最大Lyapunov指数的参数选择

为避免人为选择平均周期和线性区间所带来的计算不准,在分析小数据量法计算最大Lyapunov指数的基础方法之上,提出平均周期和计算最大Lyapunov指数线性区域的确定方法。仿真算例表明,所提出的方法可以快速便捷地实现小数据量法计算最大Lyapunov指数。     

Duffing振子的Lyapunov指数与Floquet指数研究

针对现有基于Duffing振子的信号检测与估计方法在确定振子相变临界阈值和Floquet指数曲线的临界分岔处位置两方面所存在的问题,本文在更大范围上对Duffing振子的Lyapunov指数曲线进行了研究,提出了振子相变临界阈值的改进判定方法和利用Lyapunov指数曲线来获得Floquet指数曲线临界分岔处的方法.理论分析和仿真结果表明,上述改进在不增加系统误报率的前提下,能有效降低系统的漏报率.     

分段线性齿轮系统的Lyapunov指数计算方法

齿轮动力系统是一个分段线性的非光滑系统,由于系统的Jacobian矩阵在非光滑点处不存在,不能直接应用光滑动力系统的Lyapunov指数的计算方法来定量化地判别系统的动力学行为。本文利用M LLER算法,根据非光滑点处的检测函数和碰撞函数,找到齿轮系统不同状态之间偏移矢量的转换关系,得到了非光滑齿轮系统的最大Lyapunov指数的统一算法。通过算例,将系统的最大Lyapunov指数,与系统的相图和Poincaré截面进行比较,验证了齿轮动力系统最大Lya-punov指数计算方法的有效性。     

基于Lyapunov指数的非线性Lamb波的微裂纹检测

为了提高在背景噪声干扰下非线性Lamb对于结构微裂纹的检测精度,提出了利用Duffing振子和Lya-punov指数对噪声干扰下的非线性Lamb波特征进行增强与量化分析的方法。首先,采用了庞加莱图确定Duffing系统外策动力参数;其次,将周期延拓滤波后的非线性Lamb波输入调整好的Duffing系统中,对系统输出时间序列进行相空间重构,计算出相应的最大Lyapunov指数。通过多个模型数据的仿真分析结果表明,即使在噪声干扰情况下,Lyapunov指数与裂纹大小也存在着良好的线性关系。该方法对噪声干扰下的微裂纹缺陷识别具有明显的优势,对提高非线性Lamb波的检测灵敏度具有重要意义。     

基于复合混沌映射的神经网络模型

在具有单一映射特征神经网络(CGNN)的基础上,提出了两种具有复合混沌映射关系的神经网络。一种为串联结构,一种为并联结构,并且对两种结构进行了分析和讨论。     

基于RBF网络的电力市场清算电价预测

采用RBF网络模型对电力市场中的清算电价进行预测，聚类算法采用改进的模糊C均值聚类，减小了野值对输出结果的影响，隐层的输出采用聚类结果的隶属度函数，省掉了对径向基函数宽度的计算。通过美国加州电力市场公布的历史数据对该模型进行验证，结果表明该模型应用于电价预测具有较高的预测精度，并且具有训练速度快、不存在局部极小和过拟合等优点。     

基于混沌v-支持矢量机的产品销售预测模型

针对制造企业产品销售时序具有多维、小样本、非线性和多峰等特征,将混沌理论与支持矢量机(Support vector machine,SVM)参数优选方法相结合,证明了结构风险最小化原则是在概率意义下近似正确的,由此得到支持矢量机的表现形式并不是唯一的,具有多样性的特征,在此基础上提出一种混沌v-支持矢量机(Chaotic-v SVM,Cv-SVM)模型,给出相应的产品销售预测方法。最后进行了汽车销售时序预测,结果表明基于Cv-SVM的产品预测方法是有效和可行的。     

基于灰色预测的某锻造企业营销管理系统的设计与实现

简要叙述了开发符合企业实际需求的营销管理系统的必要性,对企业营销部的日常业务进行详细调研,设计出系统的基本业务流程。构建了系统的总体架构,包括用户层、应用层、接口层和数据层,并且规划了系统的主要功能。通过灰色预测理论中的GM（1,1）模型建立预测模型,对锻件的销售量进行了预测。系统运行的具体结果表明,通过营销管理系统实现营销部的日常业务是可行的,并且有助于减轻营销部的劳动量,提高了工作效率。     

基于Matlab/Simulink的火箭深弹水中弹道可视化仿真

利用Matlab/Simulink软件编制了Simulink程序框图,模拟计算了某火箭深弹以不同射角入射的水中弹道,并对速度变化、射角变化和弹道特点进行分析,计算结果与理论分析基本相符,所构建的火箭深弹水中弹道可视化仿真,能够为火箭深弹的改进设计提供一定的参考。     

基于混沌理论的平板闸门流激振动特性

鉴于闸门流激振动过程的复杂性,对水弹性模型试验中闸门在不同开度下的实测加速度响应数据进行了混沌特性分析。首先,对实测数据进行相空间重构,分别采用平均互信息法和平均伪最近邻域法计算最佳时间延迟和最佳嵌入维数;然后,基于嵌入参数计算关联维数D_2和最大Lyapunov指数λ_1,并对各计算参数的分布规律进行分析。研究表明:闸门侧向振动的复杂性相对其他振动方向更高,中间开度时的振动复杂性比大开度或小开度更显著;竖直向振动与顺流向振动中呈现出了较低维(D_2=3.342~5.130)的混沌吸引子,表明较少的独立变量即可描述闸门竖直向及顺流向振动的规律;λ_1随闸门开度的变化规律呈现"两边小中间大"的趋势,表明闸门在中间开度时的振动预测准确性较低。