利用图像分割思想的二维混沌映射及图像加密算法

根据二维混沌映射思想,设计了一种新的图像加密算法。二维混沌映射包括左映射和右映射两个子映射。通过对图像的拉伸和折叠处理,实现图像的混沌加密。沿图像的对角线方向,将方图分割为上下两个等腰三角形图像;利用等腰三角形图像两列像素之间的像素数目差,以水平方向,依次将某列中的像素插入到相邻下一列像素之中,直至将原始图像拉伸成为一条直线。最后,按照原始图像大小,将这条直线折叠成一个新的图像。映射是可逆的,可应用于图像加密,密钥设计为二维混沌映射的左映射和右映射的组合。进行了仿真研究,结果表明:当密钥为64 bit时,密钥空间为1.84×10¹⁹,加密速度约为3 Mb/s。该加密算法具有加密速度快、安全性高、没有信息损失、可移植性强和容易软、硬件实现等特点。     

基于复合混沌系统的数字图像加密算法

提出一种整合了Henon映射与无限折叠混沌映射的复合混沌系统,并应用该系统生成的混沌序列进行数字图像的加密.算法以He-non映射的初值为加密系统的密钥.首先.固定无限折叠混沌映射的一个控制参数.输入密钥.迭代Henon映射,并将所生成的混沌序列的均值作为无限折叠混沌映射的另一个控制参数.然后.迭代无限折叠混沌映射以产生所需的混沌序列,最后,应用该混沌序列构建出置乱矩阵和变换矩阵,对图像进行加密.实验结果表明.该算法具有较好的加密效果和较高的安全性.     

基于混沌映射和DNA编码的彩色图像加密算法

现有的低维混沌映射编码系统和单一的DNA编码系统结构简单、复杂度和安全性较低,不能满足图像加密的要求。为此,提出了一种结合DNA编码和超混沌映射的彩色图像加密方法。首先,根据明文图像的信息,迭代生成每个混沌图的初始值及与明文图像大小相同的随机矩阵。然后,对生成的图像初始值和随机矩阵进行同等大小的分块,每个区块的DNA编码方式和每个区块之间的DNA操作规则由动态超混沌序列决定。最后,引入扩散操作以达到更好的加密效果。仿真结果表明,该算法具有较高的复杂度、较强的安全性和较大的密钥空间,可以抵抗多种攻击。     

基于混沌映射和DNA编码的彩色图像加密算法（英文）

现有的低维混沌映射编码系统和单一的DNA编码系统结构简单、复杂度和安全性较低,不能满足图像加密的要求。为此,提出了一种结合DNA编码和超混沌映射的彩色图像加密方法。首先,根据明文图像的信息,迭代生成每个混沌图的初始值及与明文图像大小相同的随机矩阵。然后,对生成的图像初始值和随机矩阵进行同等大小的分块,每个区块的DNA编码方式和每个区块之间的DNA操作规则由动态超混沌序列决定。最后,引入扩散操作以达到更好的加密效果。仿真结果表明,该算法具有较高的复杂度、较强的安全性和较大的密钥空间,可以抵抗多种攻击。     

基于复合混沌的图像空域加密新算法

基于复合混沌系统,提出一种新的空域图像加密算法。首先将高4位和低4位比特拆开,形成新的图像;然后置乱新图像中像素的位置,置乱参数由混沌系统产生;对其进行非线性代换和扩散操作,这些过程中使用当前数据扰动复合混沌系统以引入自适应的加密;如此迭代2轮后将高、低平面的数据对应组合得到密文图像。算法密钥空间大,视觉效果好,符合密码学中的混淆与扩散原则,安全性高。     

基于核schur正交局部Fisher判别的转子故障诊断

为更好识别转子系统故障,将核映射和向量正交思想引入到局部Fisher判别分析(LFDA)中,提出基于核schur正交局部Fisher判别(KSOLFD)的流形学习算法。首先通过核函数将故障特征信号映射到高维子空间,在该空间重新定义类内散度和类间散度,构建核局部Fisher判别函数,在特征值求解时以schur正交方式找出最优投影向量,进行故障诊断。算法保证了数据降维时重构误差最小,提高了故障诊断效果。实验表明,KSOLFD故障诊断效果相对其他流形学习算法最好。     

基于参数共振微扰法的直流电机混沌运动控制

针对直流电机在某些参数和控制方式下会出现混沌与分岔运动,导致电机系统的损耗增加和运行的无规现象,通过建立精确状态方程模型和离散迭代非线性映射,对永磁同步电机（PMSM）的混沌现象进行了分析,并且采用参数共振微扰法对其进行了控制;选择了一个对直流电机系统影响较大、且易于改变的参数转速,再加入一个微小的正弦扰动信号,实现了系统的混沌控制。理论分析和数值仿真结果表明：建立精确状态方程模型和离散迭代非线性映射这两种方法下分析的电机系统在混沌状态下的分叉情况基本一致,且通过对电机中参数转速以特定的频率进行扰动,可以将系统稳定在某一周期轨道上;同时适当的参数扰动能减弱甚至消除系统中的混沌运动。     

基于 IWOA-SVM 的风电功率预测

针对支持向量机预测精度低、收敛速度慢等问题,提出一种改进鲸鱼算法优化支持向量机的风电功率预测模型。将 Tent 混沌映射引入鲸鱼算法中,使初始种群的分布更加均匀;由于随机抽取猎物具有盲目性,不能充分结合迭代经验对种群进行更新,采用轮盘赌法寻找目标猎物来加快鲸鱼算法的收敛速度,得到改进鲸鱼算法优化支持向量机的风电功率预测模型。将该模型应用到我国东北某处风电场进行风电功率预测,并与其他常用的功率预测模型进行对比分析,仿真结果表明,该模型具有更高的预测精度。     

基于数字孪生的电网变压器故障诊断方法

为减少电网安全隐患,保障用户正常用电,提出基于数字孪生的电网变压器故障诊断方法。 利用传感器设备,结合全要素实体基本信息,模拟变压器运行状态,在虚拟空间内建立数字孪生体,包括几何、物理、规则和行为 4 个模型。 在该孪生体中,利用正交全局与局部保持嵌入算法将初始故障特征集合变换到高维核空间内,计算映射矩阵,获得映射向量最大特征值,提取低维敏感特征;结合提取的故障特征,在规则模型中采用概率神经网络算法,建立概率密度函数,使用差分进化方法,确立初始种群,经过反复的变异、交叉操作,丰富种群多样性,确定最佳平滑因子,当达到最佳迭代次数时,输出最佳诊断结果。 仿真实验表明,所提算法能够有效区分不同故障特征,减少诊断时间,可获得更加精确的诊断结果。     

混沌优化算法及在0/1背包问题中的应用

研究了混沌优化算法的原理、方法,提出了一个0/1背包问题的混沌优化算法,该算法将0/1背包这一组合优化问题转换为数值优化问题,即将问题的解空间映射到一个整数区间,将混沌变量产生的数据映射到整数,在该区间进行最优解的搜索,通过仿真试验,说明了该算法的有效性.     

Digital Image Encryption Scheme Based on Multiple Chaotic Systems

Image encryption is a challenging task due to the significant level of sophistication achieved by forgerers and other cybercriminals. Advanced encryption methods for secure transmission, storage, and retrieval of digital images are increasingly needed for a number of military, medical, homeland security, and other applications. In this paper, we introduce a new digital image encryption algorithm. The new algorithm employs multiple chaotic systems and cryptographic primitive operations within the encryption process, which are efficiently implemented on modern processors, and adopts round keys for encryption using a chaotic map. Experiments conducted show that the proposed algorithm possesses robust security features such as fairly uniform distribution, high sensitivity to both keys and plainimages, almost ideal entropy, and the ability to highly de-correlate adjacent pixels in the cipherimages. Furthermore, it has a large key space, which greatly increases its security for image encryption applications.     

Bonhoeffer-van der Pol方程中双吸引子的混沌控制

基于延时反馈混沌控制方法和相空间压缩法,提出一种改进的延时反馈混沌控制方法。该方法不仅可用于单个吸引子混沌系统的控制,而且由于克服了Pyragas控制方法的不能简便地将混沌系统稳定到嵌入在不同混沌吸引子内周期轨道的不足,也可以用于多个混沌吸引子混沌系统的控制。以Bonhoeffer-van der Pol系统为例,数值验证此改进方法用于两个混沌吸引子系统控制的有效性,结果表明,在延时反馈控制中增加适当的相空间限制器,可以快捷地将系统稳定在期望的周期轨道上。     

含时变啮合刚度的间隙非线性齿轮系统的混沌控制

基于含时变啮合刚度和间隙非线性单级齿轮系统的动力学模型,分析了系统响应的动态特性。针对系统在部分参数区域发生的混沌运动,运用OGY控制原理,以混沌吸引子内部不稳定周期轨道为目标,通过对系统的外激励参数实施连续的小扰动,使系统的轨道始终落在未加扰动的鞍点轨道的稳定流形上,从而实现了系统运动的稳定化。     

多终端仅测速分布式协同实时滤波定轨算法

针对集中式滤波定轨系统中存在信息融合中心导致系统生存能力降低的问题,提出一种基于3阶球面单纯形-径向容积准则(3-SSRCR)的多终端分布式协同定轨算法。首先,使用3-SSRCR计算高斯加权积分,并利用统计线性误差传播的方法将3-SSRCR嵌入EKCF算法的滤波更新方程,将多维非线性系统的分布式滤波精度从1阶提高到3阶,且具有较高的数值计算稳定性。每个终端在EKCF算法框架下仅接收和融合其邻居终端发送的信息,在通信拓扑结构上无需信息融合中心。然后,以带J2项摄动的轨道动力学模型为状态方程,以测速元与轨道状态的非线性关系为量测方程,建立了实时定轨数学模型。仿真结果表明,系统中任何一个终端的失效均不会导致系统崩溃,从而验证了该算法的有效性。     

Method of Weak Signals Detection Based on Chaos Suppression in the Nonresonant Parametric Drive

The evolution of chaotic state of Lorenz system on the familiar parameter space orbit is analyzed.Based on the principle of chaos suppression with nonresonant parametric drive,the model of detecting weak periodic signals in strong noise is built.According to the parametric equivalent relationship obtained using averaging method and renormalization method,the critical values of detection parameters are determined,which lead to a sudden change of system dynamical behavior from periodic orbit to stable equilibrium point.Simulation results show that weak periodic signals in strong noise can be detected accurately with the proposed system.The method can obtain accurate range of parameter threshold through theoretical analysis,and the detection criterion is rather simple,which is more convenient for automatic detection.     

基于混沌的图像置乱加密算法及MATLAB的实现

提出了一种基于混沌映射的图像置乱加密算法。借助MATLAB6.5软件平台编程实现，并研究了加密算法的抗破损能力。实验结果表明：该算法的加密效果良好，图像的抗破损能力强。     

异结构混沌同步系统图像加密方法的研究

由于混沌动力学系统具有伪随机性、确定性和对初始条件与系统参数的极端敏感特性,故将其与数字图像加密技术相结合,可构造出非常好的图像信息加密系统。提出基于驱动响应法实现图像加密和解密,经过仿真实验表明加密后原始图像无法从加密后的图像中提取原始信息,然而经过解密后的图像能达到与原始图像一致的效果。为了实现两异结构混沌系统在有限时间内同步数据安全通讯,分别改变线性映射关系参数和控制律参数对图像解密密钥敏感性进行分析,实验结果为图像与明文有很大差别。因此,证明了异结构混沌同步系统图像加密方法具有良好的安全性。