浑沌分析 关于CC_method的改进算法
一种混沌加密算法的改进
【 y w rs h o ce c pin t c; r rcd Ke o d 】cat nr t ;aa k er o e i y o t o
0 引 言
随着 信 息 技 术 的 飞 速 发 展 , 息 安 全 问题 显 得 尤 为 信 重 要 。混 沌 信 号 具 有 随 机 性 、 可 预 测 性 以 及 对 初 始 值 不
将导致后续密文无法正确解密 , 同时 在 Wa g等人 工 作 的 n 基 础 上 , 出 了一 种 可 以 有 效抵 抗 误码 的 改进 型算 法 。 提
时 , 常 假 设 密 码 分 析 者 除 了 密 钥 之 外 , 知 加 密 系 统 通 熟
的 所 有设 计 细 节 和 工 作 原 理 。传 统 的 密 码 分 析 方 法 按 照
从 难 到 易 的顺 序 排 列 为 :
旦 密 文 在 存 储 或 传 输 时 发 生 误 码 会 出现 密 文 比特 出 错 .
明 文 比特 不 仅影 响 当前 轮所 得 到 的 密 文 块 ,还 会 影 响 后
续 的 密文 块 。 试 结 果 表 明 , 类 改进 型算 法 可 以有 效 抵 测 此 抗 选 择 明文攻 击 。然 而 , 类 算 法对 误码 的稳 健性 较 差 . 此 一
方 法 本 身 . 当依 赖 其 所 采 用 的 密 钥 。在 分 析 密 码 系统 应
【 bta t I ti p pr acat nrpinagrh ae n cru rsi n O p rt nae aaye . I pit o t A s c 】 n hs ae, hoi ecy t l i m b sd o i l hf ad X R oea o r nlzd t o s u r c o ot ca t i n
基于改进的C-C方法的相空间重构参数选择
基于改进的C-C 方法的相空间重构参数选择*陆振波 蔡志明 姜可宇(海军工程大学电子工程学院, 武汉430033)摘 要:针对混沌时间序列相空间重构C-C 方法的三点不足,提出了一种基于改进的C-C 方法的确定最优时延与嵌入窗的新算法。
在关联积分计算过程中引入了权衡计算精度与速度的可调参数,合理选择该参数,能在不严重损失估计精度的前提下,大大加快计算速度。
在理论分析的基础上,用所提出的算法对三种混沌序列进行相空间重构,仿真结果表明该算法对最优时延的选择更准确,对最优嵌入窗的选取更可靠。
关键词:混沌,时间序列分析,相空间重构,关联积分Determination of embedding parameters for phase spacereconstruction based on improved C-C methodLu Zhen-bo Cai Zhi-ming Jiang Ke-yu(Electronic Engineering College, Navy Engineering University, WuHan 430033, China)Abstract : A new algorithm to determine delay time and embedding window was presented based on the improved C-C method modified the classical C-C method in three aspects. Considering precision and rapidity of computation, an optimal parameter was introduced into the computation of correlation integral. On the foundation of theory study, phase space reconstruction of three kinds of chaotic time series is carried out, and the result of simulations verify that the algorithm is more applicable for determining appropriate delay time and embedding window.Key Words : chaos, time series analysis, phase space reconstruction, correlation integral1 引言近年来,混沌时间序列分析方法在很多科研和工程领域中得到广泛应用。
混沌优化算法
混沌优化算法1. 简介混沌优化算法(Chaos Optimization Algorithm,简称COA)是一种基于混沌理论的全局优化算法。
它通过模拟混沌系统中的非线性动力学过程,实现对目标函数的最小化或最大化。
COA算法具有快速收敛、全局搜索能力强等特点,在解决复杂优化问题方面具有很大的潜力。
2. 混沌理论基础混沌理论是描述非线性系统动力学行为的数学理论。
在混沌系统中,微小的初始条件差异会导致系统演化出完全不同的结果,这种现象被称为“蝴蝶效应”。
混沌系统具有无序、不可预测、灵敏依赖于初始条件等特点。
3. COA算法原理COA算法基于混沌系统中的非线性动力学过程,通过引入粒子群搜索和随机扰动机制来实现全局优化。
3.1 粒子群搜索COA算法中,将待求解问题看作一个目标函数在多维空间中的最小值寻找问题。
每个个体(粒子)代表一个潜在解,并通过自身的经验和群体的协作来搜索全局最优解。
粒子群搜索算法的核心思想是模拟鸟群觅食的行为,每个粒子根据自身经验和邻居的信息更新自己的位置。
3.2 随机扰动COA算法引入随机扰动机制,通过在搜索过程中引入一定程度的随机性,增加算法的多样性,从而避免陷入局部最优解。
随机扰动可以通过改变粒子个体位置、速度等方式实现。
3.3 算法流程COA算法流程如下:1.初始化种群:随机生成一定数量的粒子,并初始化其位置和速度。
2.计算适应度:根据目标函数计算每个粒子的适应度。
3.更新全局最优解:根据适应度更新全局最优解。
4.更新个体最优解:根据适应度更新每个粒子自身的最优解。
5.更新速度和位置:根据粒子群搜索和随机扰动更新粒子的速度和位置。
6.判断终止条件:如果满足终止条件,则输出全局最优解;否则,返回步骤3。
4. COA算法特点COA算法具有以下特点:•全局搜索能力强:COA算法通过引入粒子群搜索和随机扰动机制,能够在解空间中进行全局搜索,避免陷入局部最优解。
•快速收敛:COA算法通过模拟混沌系统的非线性动力学过程,具有快速收敛的特点,能够在较短时间内找到较优解。
混沌优化算法算例
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y智能优化课程设计课程名称:智能优化算法论文题目:混沌优化算法院系:班级:设计者:学号:第一章混沌理论概述引言混沌是指确定动力系统长期行为的初始状态,或系统参数异常敏感, 却又不发散, 而且无法精确重复的现象, 它是非线性系统普遍具有的一种复杂的动力学行为。
混沌变量看似杂乱的变化过程, 其实却含有内在的规律性。
利用混沌变量的随机性、遍历性和规律性可以进行优化搜索, 其基本思想是把混沌变量线性映射到优化变量的取值区间, 然后利用混沌变量进行搜索。
但是, 该算法在大空间、多变量的优化搜索上, 却存在着计算时间长、不能搜索到最优解的问题。
因此, 可利用一类在有限区域内折叠次数无限的混沌自映射来产生混沌变量,并选取优化变量的搜索空间, 不断提高搜索精度等方法来解决此类难题。
混沌是非线性科学的一个重要分支, 它是非线性动力系统的一种奇异稳态演化行为, 它表征了自然界和人类社会中普遍存在的一种复杂现象的本质特征。
因此, 混沌科学倡导者Shlesinger和著名物理学家Ford 等一大批混沌学者认为混沌是20 世纪物理学第三次最大的革命, 前两次是量子力学和相对论, 混沌优化是混沌学科面对工程应用领域的一个重要的研究方向。
它的应用特点在于利用混沌运动的特性, 克服传统优化方法的缺陷, 从而使优化结果达到更优。
1.混沌的特征从现象上看,混沌运动貌似随机过程,而实际上混沌运动与随机过程有着本质的区别。
混沌运动是由确定性的物理规律这个内在特性引起的,是源于内在特性的外在表现,因此又称确定性混沌,而随机过程则是由外部特性的噪声引起的。
混沌有着如下的特性:(1)内在随机性混沌的定常状态不是通常概念下确定运动的三种状态:静止、周期运动和准周期运动,而是一种始终局限于有限区域且轨道永不重复的,形势复杂的运动。
第一,混沌是固有的,系统所表现出来的复杂性是系统自身的,内在因素决定的,并不是在外界干扰下产生的,是系统的内在随机性的表现。
混沌优化方法的改进及其收敛性分析
第16卷 第1期2003年03月唐山学院学报Jou rnal of T angshan Co llegeV o l.16N o.1M ar.2003混沌优化方法的改进及其收敛性分析李 兵(唐山学院,河北唐山063000)摘要:针对混沌优化方法存在的问题提出了一种改进方法。
在神经网络训练问题中的应用表明,改进的混沌优化方法对复杂优化问题搜索效率更高,效果更好。
对算法的全局渐进收敛性分析说明,算法具有全局渐近收敛性。
关键词:神经网络;混沌优化方法;收敛性中图分类号:T P183 文献标识码:A 文章编号:1672249X(2003)01000502The I m provem en t of Chaos Opti m iza tion A lgor ithm and theAna lysis of the Property of Globa l A sy m ptotica l ConvergenceL IB ing(T angshan Co llege,T angshan063000,Ch ina)Abstract:To i m p rove the p erfo rm ance of the chao s op ti m izati on algo rithm(COA),an i m p roved chao s op ti m izati on algo rithm(I COA)is p resen ted in th is p ap er.T he app licati on s of I COA in train ing neu ral netw o rk s show that I COA has h igher efficiency and better p erfo rm ance than COA in so lving com p lex op ti m izati on p rob lem s.Key W ords:neu ral netw o rk;chao s op ti m izati on algo rithm;convergence 混沌优化方法(COA)是一种全新的优化方法。
混沌映射自适应鲸鱼算法
混沌映射自适应鲸鱼算法
混沌映射自适应鲸鱼算法(ChaMM-WFFA)是一种基于混沌映射和鲸鱼优化算法相结合的多目标优化算法,用于解决多目标优化问题。
算法采用混沌映射算法和自适应鲸鱼优化算法相结合的方法,将混沌映射算法和鲸鱼算法的优点结合起来,在计算量上有效减小。
首先,将混沌映射应用于多目标优化问题。
混沌映射将N维空间中的每一个点,映射到一个高维空间中,以此丰富搜寻空间以实现全局搜索。
然后,将自适应鲸鱼优化算法(WFFA)复合混沌映射算法,以实现求解全局最优解和混沌映射算法相互补充。
其次,算法在结合混沌映射和鲸鱼优化过程中,引入评估机制,从而克服传统鲸鱼算法易陷入局部最优的问题。
在引入评估机制的基础上,针对个体的改造及其重组过程中存在的缓慢性和收敛性问题,通过动态调整各个鲸鱼的动态参数,有效地调节算法的搜索力度,加快算法的收敛速度。
最后,ChaMM-WFFA 算法结合了混沌映射和鲸鱼优化算法的特点,可以有效实现对全局最优解的搜索。
与传统的混沌映射和鲸鱼优化算法相比,ChaMM-WFFA 算法在有效性、准确性和效率上均有质的提升,实现了更高的优化性能。
对一类迭代混沌分组密码的分析与改进
文献 [] 1等对 B ps 的加 密方案[ 进行 了改 进 。改 进 att ia 2 ]
方案通 过迭代混沌映射 , 从混沌序列中抽取 比特值 , 然后通 过 对 明文 的移位和掩码操作来进行加密 。该算法很好地解决 了
维普资讯
计算机科学 2 0 Vo 3 N . 08 1 5o6 .
对 一 类迭 代 混沌 分 组 密 码 的分 析 与 改进
刘 加伶 张 红 王 勇
( 重庆 工学 院计 算机科 学 与工程 学 院 重庆 40 5 ) ( 00 0 重庆 邮 电大 学管理 学 院 重庆 4 06 ) 0 05
摘 要 用选择明文攻击的方式对一种基于迭代混沌映射的加密算法进行 了分析, 并提 出了相应的改进算法。在改进算法
中, 子密钥序列以密文反馈和从混沌映射 中抽取数据相结合 的方式产生, 使子密钥序列在保持 良好 的均 匀分布和 随机统计
特性的同时, 还与明文相关, 有效地增 强了算法的安全性。最后对设计加密算法中应注意的 问题进行 了分析和总结 。 关键词 混沌 , 密码 分析 , 分组加 密, 信息安全
Cr p a a y i a d I r v me to o k Ci h rB s d o tr tn h o i a y t n lss n mp o e n n a Bl c p e a e n I e a i g a C a t M p c
Ke wod Ch o ,Cr p a ay i,3o k cp r I fr ains c r y y rs as y tn l ss 1 c ih ,n o 1 e m t e u i o t
加速混沌优化算法的改进及其在船型论证中的应用
( .J guMo e S ib i igT cnlg o t. Z ej n agu2 20 C ia 2 i s dm hp ul n eh o yC .Ld , hni gJ ns 10 3, hn ) n a d o a i
Ab t a t:I r e o i r v h o e g n e s e d a d a c r c ft e t p e u h o p i z to g - sr c n o d rt mp o e te c nv r e c p e n c u a y o h se p d— p c a s o tmiai n a o l rt m ,ma y wo k s do e i h s a t l b sn h r p ris o t c a t i h n r s wa n n ti ri e y u i g t e p o e e f so h si c t c,e g dc t r o iiy,a e u a t f nd r g l r y o i c a s T e ag rtm c u d o sa ty s rn h s a c ng a e o e a e o h o tmiai n v ra l . I h h o . h lo i h o l c n tn l h k t e e r hi r a c v r g ft e p i z to a b e n t e i i
c u s fs a c ig f rmi i l on ,i w sa s r d t a e s a c ig a e o e a e o e o t z t n v r b e o re o r hn n ma it t a su e h tt e r h n r a c v r g ft p i ai a a l e o p h h mi o i
混沌映射优化算法代码
混沌映射优化算法代码简介混沌映射优化算法是一种基于混沌理论的全局优化算法,通过混沌系统的特性来搜索最优解。
混沌理论认为在非线性系统中存在着无序、不可预测的运动,这为全局优化问题的求解提供了一种新的思路。
混沌理论混沌理论是指描述非线性系统中的混沌现象的一种理论。
在混沌现象中,系统的运动是无序和不可预测的,即使初始条件只有微小的变化也会导致完全不同的结果。
混沌理论的核心概念是混沌映射,它描述了一个离散时间系统中的状态转移。
混沌映射混沌映射是指用于描述混沌系统的一种数学模型。
常见的混沌映射有Logistic映射、Tent映射和Henon映射等。
这些映射函数都具有非线性和混沌性质,可以用于产生随机数序列。
Logistic映射Logistic映射是最简单的混沌映射之一,其定义为:x n+1=r⋅x n(1−x n)其中,x n表示第n次迭代的值,r为映射的参数。
Tent映射Tent映射是一种三角函数映射,其定义为:x n+1={r⋅x n if x n<0.5 r⋅(1−x n)otherwise其中,x n表示第n次迭代的值,r为映射的参数。
Henon映射Henon映射是一种二维的混沌映射,其定义为:x n+1=1−a⋅x n2+y ny n+1=b⋅x n其中,x n和y n分别表示第n次迭代的值,a和b为映射的参数。
混沌映射优化算法混沌映射优化算法利用混沌映射产生的随机数序列来搜索最优解。
优化算法通常需要定义一个目标函数,通过不断迭代优化的过程来寻找目标函数的最小值或最大值。
算法步骤混沌映射优化算法的步骤如下: 1. 初始化参数和种群大小。
2. 生成初始种群,利用混沌映射产生初始解。
3. 计算每个个体的适应度,通过目标函数评估个体的优劣。
4. 更新种群,根据适应度选择新的个体。
5. 重复步骤3和步骤4,直到达到停止条件。
优势与应用混沌映射优化算法具有以下优势: - 全局搜索能力强:利用混沌映射产生的随机数序列可以搜索整个解空间,避免陷入局部最优解。
利用混沌映射优化算法的代码实现
利用混沌映射优化算法的代码实现【1】引言近年来,混沌映射优化算法(Chaos Mapping Optimization Algorithm,CMOA)作为一种新颖的优化算法,受到了广泛关注。
它通过模拟自然界中的混沌现象,结合优化理论,可以在各种问题中找到较优的解。
本文将介绍使用混沌映射优化算法进行代码实现的方法和步骤,并分享个人对该算法的观点和理解。
【2】混沌映射优化算法简介混沌映射优化算法的核心思想源自混沌现象的自适应性和无序性。
该算法通过引入混沌映射函数,将其应用于优化问题中的搜索范围,从而实现对解空间的全局搜索。
具体步骤如下:(1)初始化参数:包括目标函数、混沌映射参数等。
(2)生成初始种群:根据问题的维度和范围,随机生成一组个体。
(3)计算适应度值:将初始种群中的个体代入目标函数,计算其适应度值。
(4)选择操作:根据适应度值进行选择,选择出优势个体进入下一步。
(5)混沌映射操作:利用混沌映射函数对优势个体进行映射变换,更新个体位置。
(6)更新适应度值:将更新后的个体代入目标函数,计算新的适应度值。
(7)终止条件判断:根据预定的终止条件,判断是否满足停止迭代的条件。
(8)输出最优解:输出适应度值最优的个体作为求解结果。
【3】代码实现步骤现在,我们将重点介绍混沌映射优化算法的代码实现方法。
根据上述算法步骤,可以将代码实现分为以下几个关键步骤:(1)定义目标函数:根据具体问题,编写目标函数,这是整个算法的核心所在。
(2)初始化参数:设定混沌映射的参数,如混沌映射函数类型、迭代次数、混沌映射参数值等。
(3)生成初始种群:根据问题的维度和范围,随机生成一组个体。
(4)计算适应度值:将初始种群中的个体代入目标函数,计算其适应度值。
(5)选择操作:根据适应度值进行选择,选择出优势个体进入下一步。
(6)混沌映射操作:根据选定的混沌映射函数,对优势个体进行映射变换,更新个体位置。
(7)更新适应度值:将更新后的个体代入目标函数,计算新的适应度值。
混沌序列分析 (Chaotic Time Series Analysis)
关键词: 混沌现象 水声信号处理 船舶噪声 辐射噪声
• 舰船辐射噪声超混沌现象研究
水中混响的混沌属性分析 Chaos characteristic analysis of underwater reverberation • 水中混响的混沌属性分析
用非线性动力学的理论方法分析实验水池混响,湖水混响以及海洋混响时 间序列,以检验记录的混响过程是否能用低维非线性动力学建模,以及是 否存在混沌属性,被分析要自不同的地理位置,不同的底质和水文环境, 对应不同的声源,有一定的代表性。分析结果表明混响可在低至4维的动 力学空间中展现不自交的动力学轨道,相近轨道按指数规律扩展或敛聚, 其最大Lyapunov指数是正的且小于0.3。这个结果为混响的非线性动力学 建模和基于混沌的非线性处理奠定基础。 关键词:水中混响 混沌属性 非线性动力学 时间序列 动力学建模 水声探测 有源探测
• Nonlinear time series analysis
船舶辐射噪声的混沌现象研究 Researches on choatic Phenomena of noises of radiated from ships
• 船舶辐射噪声的混沌现象研究
水下弱信号的检测和识别是当今水声信号处理领域中存在的难题, 应用混沌、分形理论,从相空间轨迹,Lyapunov指数和关联维等 方面研究了船舶辐射噪声的混沌现象,发现船舶辐射噪声信号的确 存在混沌吸引子,且不同类别的信号具有不同的吸引子维数。这一 结果将为水声信号处理,为水下目标探测和识别提供崭新的理论手 段。
时间窗法求混沌时间序列重构参数 State space reconstruction parameters in the analysis of chaotic time series - the role of the time window length • State space reconstruction parameters in the analysis of chaotic time series - the role of the time window length
改进的混沌粒子群算法求解车辆路径问题
s) 0 基础 上 , 引入 逻辑 斯特 函数 , 惯性权 重 因子 W进 行 非 线性 调 整 , 高 了算 法的 寻优 能力 , 效避 免 了算 法 对 提 有 陷入局 部 最优 并 防止过 早收 敛 。采 用该 算 法应 用于 车辆路径 问题 , 真结 果表 明该 与标准 遗传 和双 种群 遗 传 算 仿
P O ag r h t mp o e te a i t o f d t eb s s a m n o o e c me t e s o c mi g o a p d i o a nma T s S lo t m o i r v h bl y t n h e t w r a d t v r o h h r o n ft p e n lc lmi i . e t i i i t r
d i1 .9 9 ji n 10 —6 5 2 1 . 10 8 o:0 3 6 /.s . 0 13 9 .0 1 1 .2 s
I r v d c a sp ril w r o t z t n ag rtm o e il o t g p o lm mp o e h o a t e s a m p i ai lo i c mi o h frv h ce r u i r b e n
Ab t a t s r c :T i a e r p s d a mp o e h o atce s a l p i z t n ag r h fr VRP B s d o ls ia h o h sp p rp o Байду номын сангаас e n i rv d c a s p r l w r o t i n miai l o i m o o t . a e n c a sc l c a s
距 独 立 于 种 群 规 模 大 小 、 空 间 的维 数 以 及 每 维 搜 索 范 围 。D 解
基于混合混沌与位分解的图像置乱改进算法
LU P n DONG u h n M A a h .m a e c a, H s e g, Xi o u I g s r m l o tmi a i n l o i n hm b s d o m i e c a s y t m a d i ae n x d h o s se n b t
1 . 苏州经 贸职业技 术学院 信 息系 , 江苏 苏 州 2 5 0 10 9 2苏州大学 汁算机科学 与技术学院 , . 江苏 苏 州 2 52 10 1
1De a t n f I f r a in, u h u I si t f T a e & Co . p rme t o n o m t o S z o n tue o rd t mme c , u h u, in s 0 9, i a r e S z o Ja g u 21 0 Ch n 5 2 S h o f Co u e ce c & T c n l g S o h w i e s y, u h u,i n s 1 0 1 Ch n . c o l o mp tr S i n e e h o o y, o c o Un v r i S z o Ja g u 2 5 2 , i a t
炎键 渊 : 混沌 系统; 位分 解; 图像 置乱; 凡密钥 平
DOI1 . 7 /i n10 —3 1 0 1 1 5 文章编 :0 28 3 ( 0 12 — 1 l0 文献标 码 : :03 8 .s . 28 3 . 1 . . 0 7 js 0 2 20 10 —3 l2 1 ) 10 9 一4 A 巾l 分类 : P 9 冬 1 T 33
Ke y wo d : c a s s se ; i d c mp st n i g c a l g;n a i - e r s h o y tm bt e o o i o ;ma e s r mb i i v l k y i n d
多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法的改进
故当 r > 0 , J I 0 ( 一 0 . 5 ) ( F ; ( )一 0 . 5 ) d x=0
,
1 )
J 0 2
. .
p ( r ) = f( 一 0 . 5 ) ( F ( ) 一 0 . 5 ) / f( 一 0 . 5 ) d ,
E
f 0 , 1 )
∈ f 0 , 1 )
由于 F ( )关于 =0 . 5偶对 称 , 所以 ( 一0 . 5 ) ( F ( )一0 . 5 ) 关 于 原点奇 对称 ,
性, 这 些特 性与 密码 学 的许 多要求 是 吻合 的. 因此 , 混 沌加 密受 到 越来越 多 的关 注 , 近几 年来 被广 泛应 用
与保 密通信 领域 . 1 9 8 9年 Ma t t h e w s ¨ 最 先提 出混沌 流密码 . 目前 , 利用 混沌 映射 产生 随机 序列 的研 究 较 普遍 , 基本 上是 通过 映射 函数 、 生成 规则 以及 初始 条件 来确 定一 个几 乎无 法 破译 的加 密序 列 . 但是 , 现 实 是 混沌 序列 发生 器 总是用 有 限精度 来实 现 的 , 因此 , 有 限精 度效 应 会 与理 论 结 果 相差 甚 远 . 本 文 在 文 献
基 金项 目 : 国 家 自然 科 学 基 金 项 目( N o .1 1 1 7 1 3 4 2 ) ,中央 民族 大 学 2 0 1 6年 科 研 奖 励 经 费 资 助 .
作者简 介: 徐赐文 ( 1 9 6 3一) , 男( 汉族 ) , 湖 北 通 山人 , 中央 民族 大 学 理 学 院 教 授 , 研究方 向 : 金 融 统 计 和 密码 学
关键词 : 混沌 映射 ; 有 限精 度 效 应 ; 扰动. 中图分类号 : T N 9 1 8 文 献标 识 码 : A 文章编 号 : 1 0 0 5  ̄ 0 3 6 f 2 0 1 7 )O 1 随机特 性 、 轨道 的不 可预 测性 、 对 初始 状态 及控 制参 数 的敏感 性 等一 系列 特
混沌优化方法及其应用
生态系统和生物系统中的混沌现象也受到了广泛的。例如,在捕食者-猎物 模型中,通过应用混沌控制方法,可以有效地调节系统的动态行为,维持生态平 衡。此外,在神经系统中,混沌控制也被用于解释和模拟某些复杂的神经行为。
三、结论和展望
混沌控制方法及其应用研究在许多领域都展现出了广泛的应用前景。尽管现 有的控制方法已经取得了一些成果,但仍有许多问题需要进一步研究和解决。例 如,如何设计更有效的控制器来处理具有高度非线性和不确定性的混沌系统;如 何理解和利用混沌系统的复杂行为等。随着科学技术的发展,我们期待看到更多 的研究成果和实际应用案例出现。
方法
混沌优化方法的实现步骤主要包括以下几个方面:
1、规划问题:首先,要明确优化问题的目标函数、约束条件和变量范围。 这一步骤是所有优化问题的基础。
2、选择优化算法:根据问题的特点选择合适的混沌优化算法,如基于混沌 映射的优化算法、基于混沌迭代的优化算法等。
3、确定评估指标:为了评价优化算法的性能,需要确定一些评估指标,如 目标函数值、约束条件满足程度、迭代次数等。
二、混沌控制的ห้องสมุดไป่ตู้用研究
2、1 在电力系统中的应用
电力系统是一个典型的非线性系统,存在着许多混沌现象。通过应用混沌控 制方法,可以有效地改善电力系统的稳定性和动态性能。例如,通过设计适当的 控制器,可以抑制电力系统中的振荡和不稳定现象,提高电力系统的稳定性。
2、2 在生态系统和生物系统中的 应用
谢谢观看
2、实际应用的研究:随着混沌同步方法的逐渐成熟,其应用领域也将越来 越广泛。未来需要深入研究混沌同步方法在不同领域中的应用,例如在智能制造、 生物信息学、网络安全等领域的应用。
3、交叉学科的研究:混沌同步方法涉及到多个学科领域,未来需要加强不 同学科之间的交叉融合,推动混沌同步方法在多学科领域的应用和发展。
离散控制系统中的混沌算法优化
离散控制系统中的混沌算法优化混沌算法是一种通过混沌理论与算法相结合的优化方法,近年来在离散控制系统中得到了广泛的应用和研究。
混沌算法优化通过引入混沌序列以及迭代搜索方法,能够有效解决离散控制系统中的优化问题。
本文将从混沌算法的基本原理、优化思想和应用实例三个方面来详细介绍离散控制系统中的混沌算法优化。
一、混沌算法的基本原理混沌算法的基本原理是基于混沌理论的数学模型,通过混沌序列的生成和迭代搜索方法,实现对目标函数的优化。
混沌序列是一种具有高度随机性和不可预测性的序列,它可以提供对搜索空间的广泛探索,从而寻找到更优的解。
通过混沌序列与迭代搜索的结合,混沌算法能够在相对较短的时间内找到全局或局部最优解。
二、混沌算法的优化思想混沌算法的优化思想是基于混沌序列的随机性与优化问题的确定性之间的结合,通过不断迭代搜索,寻找最优解。
混沌算法的优化思想可以概括为以下几点:1. 初始搜索点的生成:通过混沌序列生成初始搜索点,确保搜索点的随机性和广泛探索性。
2. 邻域搜索与迭代:通过邻域搜索和迭代更新搜索点,不断接近最优解。
3. 停止准则:通过设置停止准则来确定停止搜索,一般可以设置为达到最大迭代次数或满足一定精度要求。
三、混沌算法在离散控制系统中的应用实例混沌算法在离散控制系统中有着广泛的应用,下面以一个应用实例来说明混沌算法的具体应用过程。
(正文部分)在离散控制系统中,对于一个给定的优化问题,我们首先需要确定目标函数和约束条件。
然后,通过生成初始搜索点,我们利用混沌序列生成初始搜索点,并通过迭代搜索进行优化。
例如,考虑一个最小化函数f(x) = x^2 + 2x + 1,我们可以通过混沌算法来求解函数的最小值。
首先,我们可以选择初始搜索点x0,通过混沌序列生成,并计算得到目标函数的值f(x0)。
然后,我们通过迭代更新搜索点,生成新的搜索点xn+1,并计算得到新的目标函数的值f(xn+1)。
通过比较f(xn+1)和f(xn)的大小,我们可以判断搜索点是否向着更优解的方向移动。
浑沌分析关于CC_method的改进算法
附:主程序%此程序用来测试CC_method% 2008—12—01% zhangliclear allclear all%利用方程获得% 产生 Lorenz 时间序列% dx/dt = sigma*(y-x)% dy/dt = r*x — y - x*z% dz/dt = —b*z + x*ysigma=16; % Lorenz 方程参数b=4;r=45.92;y=[-1,0,1];%起始点(1 x 3 的行向量) h=0。
01; % 积分时间步长k1=10000; % 前面的迭代点数k2=3000;%后面的迭代点数Z=LorenzData(y,h,k1+k2,sigma,r,b);X=Z(k1+1:end,1);max_d=200;%最大延迟时间% 调用C_CMethod_inf,求tautic[Smean_inf,Sdeltmean_inf,Scor_inf,tau_inf,tw_inf]=C_CMethod_inf(X,max_d);toctau_inftw_inf% 相关作图figure('name',’CC法求时间延迟');plot(1:max_d,Smean_inf,’—b');hold on;plot(1:max_d,Sdeltmean_inf,’—*c’);hold on;plot(1:max_d,Scor_inf,’—m');hold on;plot(1:max_d,zeros(1,max_d),’r’);title('C_CMethod_inf’);xlabel('Lag');legend(’S(t)平均值','ΔS(t)平均值’,'Scor_inf');%将数据保持下来fid=fopen('Smean_inf。
txt’,'w’);fprintf(fid,'%f\n',Smean_inf);fclose(fid);fid=fopen(’Sdeltmean_inf.txt’,'w’);fprintf(fid,’%f\n’,Sdeltmean_inf);fclose(fid);fid=fopen('Scor_inf.txt’,’w’);fprintf(fid,’%f\n',Scor_inf);fclose(fid);子函数1function [Smean,Sdeltmean,Scor,tau,tw]=C_CMethod_inf(X,max_d) % 用于求延迟时间tau% X为输入时间序列% max_d为最大时间延迟% Smean,Sdeltmean,Scor为返回值% tau为计算得到的延迟时间% tw为时间窗口% zhangli% 2008—11-30N=length(X);Smean=zeros(1,max_d);Scmean=zeros(1,max_d);Scor=zeros(1,max_d);delt=std(X);%计算Smean,Sdeltmean,Scorfor t=1:max_dS=zeros(4,4);Sdelt=zeros(1,4);for m=2:5for j=1:4r=delt*j/2;Xdt=disjoint(X,N,t); %将时间序列X分解成t个不相交的时间序列Xdt=Xdt';s=0;for tau=1:tN_t=floor(N/t);%分成的子序列长度Y=Xdt(:,tau);%每个子序列 Cs1(tau)=correlation_integral_inf(Y,N_t,r);% 计算C(1,N/t,r,t)Z=reconstitution(Y,N_t,m,1);%相空间重构Z=Z’;M=N_t—(m-1);Cs(tau)=correlation_integral_inf(Z,M,r); % 计算C(m,N/t,r,t)s=s+(Cs(tau)—Cs1(tau)^m); %对t个不相关的时间序列求和endS(m—1,j)=s/tau;endSdelt(m-1)=max(S(m—1,:))—min(S(m—1,:));%差量计算endSmean(t)=mean(mean(S)); % 计算平均值 Sdeltmean(t)=mean(Sdelt); % 计算平均值 Scor(t)=abs(Smean(t))+Sdeltmean(t);end%寻找时间延迟tau:即Sdeltmean第一个极小值点对应的tfor i=2:length(Sdeltmean)—1if Sdeltmean(i)〈Sdeltmean(i—1)&Sdeltmean(i)<Sdeltmean(i+1)tau=i;break;endend% 寻找时间窗口tw:即Scor最小值对应的tfor i=1:length(Scor)if Scor(i)==min(Scor)tw=i;break;endend子函数2function data_d=disjoint(data,N,t)% 此函数用于将时间序列分解成t个不相交的时间序列% data:输入时间序列% N:data的长度% t:the index lag% data_d:返回分解后的t个不相交的时间序列% 2008-11—28% zhanglifor i=1:tfor j=1:(N/t)data_d(i,j)=data(i+(j—1)*t);endend子函数3function Data=reconstitution(data,N,m,tau)% 该函数用来重构相空间% data为输入时间序列% N为时间序列长度% m为嵌入空间维数% tau为时间延迟% Y为输出,是M*m维矩阵。
混沌工程 三步工作法
混沌工程三步工作法混沌工程是一种软件开发方法论,旨在解决复杂系统开发过程中的问题。
它采用三步工作法,即观察、实验和调整,以应对系统的不确定性和变化。
本文将详细介绍混沌工程的三步工作法,并探讨其在软件开发中的应用。
第一步是观察。
在混沌工程中,观察是非常重要的一步,它涉及到对系统的全面了解和分析。
在观察阶段,开发团队需要收集大量的数据和信息,包括用户需求、系统架构、技术规范等。
通过观察,团队可以深入了解系统的特点和问题,并为后续的实验和调整提供基础。
第二步是实验。
在实验阶段,开发团队需要设计和执行一系列实验,以验证系统的假设和解决方案。
实验可以采用多种方式,如模拟测试、功能测试、性能测试等。
通过实验,团队可以评估系统的可行性和性能,并及时发现和修复问题。
第三步是调整。
在调整阶段,开发团队需要根据实验结果和观察数据,对系统进行调整和优化。
调整可以包括修改系统的设计、改进算法、优化代码等。
通过不断调整,团队可以逐步改进系统的性能和稳定性,提高用户的使用体验。
混沌工程的三步工作法具有很大的灵活性和适应性。
它可以帮助开发团队在面对复杂系统开发过程中的不确定性和变化时,快速做出反应并做出正确的决策。
同时,混沌工程也强调数据驱动和实验驱动的开发方法,通过不断观察、实验和调整,不断改进系统,提高软件开发的效率和质量。
在实际应用中,混沌工程的三步工作法可以应用于各种软件开发项目中。
无论是开发一个新的应用程序,还是优化一个已有的系统,都可以采用混沌工程的方法来进行开发和改进。
通过观察用户需求,设计和执行实验,不断调整和优化系统,可以帮助开发团队快速响应市场需求,提供高质量的软件产品。
混沌工程的三步工作法是一种有效的软件开发方法论。
通过观察、实验和调整,可以帮助开发团队应对系统的不确定性和变化,提高软件开发的效率和质量。
在实际应用中,混沌工程的三步工作法可以帮助开发团队快速响应市场需求,提供高质量的软件产品。
希望本文的介绍能够给读者带来一些启发和帮助。
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附:
主程序
% 此程序用来测试CC_method
% 2008-12-01
% zhangli
clear all
clear all
%利用方程获得
% 产生Lorenz 时间序列
% dx/dt = sigma*(y-x)
% dy/dt = r*x - y - x*z
% dz/dt = -b*z + x*y
sigma=16; % Lorenz 方程参数
b=4;
r=45.92;
y=[-1,0,1]; % 起始点(1 x 3 的行向量) h=0.01; % 积分时间步长
k1=10000; % 前面的迭代点数
k2=3000; % 后面的迭代点数
Z=LorenzData(y,h,k1+k2,sigma,r,b);
X=Z(k1+1:end,1);
max_d=200; % 最大延迟时间
% 调用C_CMethod_inf,求tau
tic
[Smean_inf,Sdeltmean_inf,Scor_inf,tau_inf,tw_inf]=C_CMethod _inf(X,max_d);
toc
tau_inf
tw_inf
% 相关作图
figure('name','CC法求时间延迟');
plot(1:max_d,Smean_inf,'-b');hold on;
plot(1:max_d,Sdeltmean_inf,'-*c');hold on;
plot(1:max_d,Scor_inf,'-m');hold on;
plot(1:max_d,zeros(1,max_d),'r');
title('C_CMethod_inf');xlabel('Lag');
legend('S(t)平均值','ΔS(t)平均值','Scor_inf');
% 将数据保持下来
fid=fopen('Smean_inf.txt','w');
fprintf(fid,'%f\n',Smean_inf);
fclose(fid);
fid=fopen('Sdeltmean_inf.txt','w');
fprintf(fid,'%f\n',Sdeltmean_inf);
fclose(fid);
fid=fopen('Scor_inf.txt','w');
fprintf(fid,'%f\n',Scor_inf);
fclose(fid);
子函数1
function
[Smean,Sdeltmean,Scor,tau,tw]=C_CMethod_inf(X,max_d) % 用于求延迟时间tau
% X为输入时间序列
% max_d为最大时间延迟
% Smean,Sdeltmean,Scor为返回值
% tau为计算得到的延迟时间
% tw为时间窗口
% zhangli
% 2008-11-30
N=length(X);
Smean=zeros(1,max_d);
Scmean=zeros(1,max_d);
Scor=zeros(1,max_d);
delt=std(X);
% 计算Smean,Sdeltmean,Scor
for t=1:max_d
S=zeros(4,4);
Sdelt=zeros(1,4);
for m=2:5
for j=1:4
r=delt*j/2;
Xdt=disjoint(X,N,t); % 将时间序列X分解成t个不相交的时间序列
Xdt=Xdt';
s=0;
for tau=1:t
N_t=floor(N/t); % 分成的子序列长度
Y=Xdt(:,tau); % 每个子序列
Cs1(tau)=correlation_integral_inf(Y,N_t,r);%
计算C(1,N/t,r,t)
Z=reconstitution(Y,N_t,m,1); % 相空间重构
Z=Z';
M=N_t-(m-1);
Cs(tau)=correlation_integral_inf(Z,M,r); % 计算C(m,N/t,r,t)
s=s+(Cs(tau)-Cs1(tau)^m); % 对t个不相关的时间序列求和
end
S(m-1,j)=s/tau;
end
Sdelt(m-1)=max(S(m-1,:))-min(S(m-1,:)); % 差量计算
end
Smean(t)=mean(mean(S)); % 计算平均值
Sdeltmean(t)=mean(Sdelt); % 计算平均值
Scor(t)=abs(Smean(t))+Sdeltmean(t);
end
% 寻找时间延迟tau:即Sdeltmean第一个极小值点对应的t for i=2:length(Sdeltmean)-1
if
Sdeltmean(i)<Sdeltmean(i-1)&Sdeltmean(i)<Sdeltmean(i+1) tau=i;
break;
end
end
% 寻找时间窗口tw:即Scor最小值对应的t
for i=1:length(Scor)
if Scor(i)==min(Scor)
tw=i;
break;
end
end
子函数2
function data_d=disjoint(data,N,t)
% 此函数用于将时间序列分解成t个不相交的时间序列
% data:输入时间序列
% N:data的长度
% t:the index lag
% data_d:返回分解后的t个不相交的时间序列% 2008-11-28
% zhangli
for i=1:t
for j=1:(N/t)
data_d(i,j)=data(i+(j-1)*t);
end
end
子函数3 function Data=reconstitution(data,N,m,tau) % 该函数用来重构相空间
% data为输入时间序列
% N为时间序列长度
% m为嵌入空间维数
% tau为时间延迟
% Y为输出,是M*m维矩阵
% 2008-11-26
% zhangli
M=N-(m-1)*tau;
Data=zeros(m,M);
for i=1:m
Data(i,:)=data([((i-1)*tau+1):1:((i-1)*tau+M)]);
end
子函数4
function C=correlation_integral_inf(Y,M,r)
% 此函数用于计算关联积分,取无穷范数
% Y为重构的相空间
% M为相空间中点的个数
% r为搜索半径
% Y为输出,是M*m维矩阵
% 2008-11-30
% zhangli
C=0;
for i=1:M-1
for j=i+1:M
d1=norm((Y(i,:)-Y(j,:)),inf); % 计算状态空间中每两点之间的距离,取无穷范数
if r-d1>=0
C=C+1;
end
end
end
C=2*C/(M*(M-1));
6. 运行结果
图1 原始CC_method算法结果
7. 关于参考文献《非线性时间序列的相空间重构技术研究》(秦奕青,蔡卫东,杨炳儒,2008)
文章中提出了一种CC的改进算法。
由于不支持pdf的文档,所以我没有办法传上来,大家可以自己下载。
根据文章的思路,我对我的程序进行了改变,得到结果如图2:
却跟参考文献《非线性时间序列的相空间重构技术研究》中不一样。
请教各位高手。
谢谢!
图2 改进后的CC算法。