基于Simulink的Lorenz混沌系统的可视化仿真研究_马建兵

（4）编辑还需要有“补位”意识，要有“甘为 正要把每个人的积极性都调动起来，就是使他
版内容、选题策划、市场营销、人才培养等方面 他人作嫁衣”的境界。
最大限度地付出多少，能够得到相应的回报。虽
的改进。并以此为切入点，理清期刊发展的理念
第二，加强团队建设，建立良好的文化氛围 然我们的编辑不会斤斤计较，但是做为编辑部
和挑战。这种形势下，谁率先改革，先行一步，谁 要求编辑在处理稿件时必须敞开思维，全身心 性质，第一学术性、第二是行政性。学术性就是
就能在竞争中立于不败之地。不管怎么改革，学 地投入，严把质量关。依赖于少数几个人的智 在这篇稿件好不好，它可以研究，可以发表各方
术期刊要正常发展，都离不开体制的创新和加 慧，而不是将每一位编辑的主动性发挥到极致， 面的意见，有了这个民主的气氛，编辑部的学术
平方向温度变化，z 正比于垂直方向温度变化；σ、
3 对 Lorenz 混沌系统的状态进行仿真研究
r 和 b 分别为系统参数。
在对 Lorenz 混沌实验的仿真中，主要采用四
2 可视化模型的建立[6]
阶的 Runge-Kutta 算法，仿真结果用 XY Graph 模
使用 Simulink 仿真软件，可以对 Lorenz 混沌 块在仿真进行的过程中观看，也可以存放到 Mat－
Hale Waihona Puke Baidu
系统进行可视化建模，进而就可以对系统各种状 lab 的 Workspace 里做事后处理。
态进行仿真研究。其建模的方法如下：
下面采用图 2 所示的由 Simulink 所建立的
第一步：将方程组式（1）中各个方程按照运算 Lorenz 混沌系统的可视化模型，对他的的混沌特
功能进行分解，分解成加、减、乘、除、微（积）分等运 性仿真研究。改变可视化模型中有关的参数 σ、b、r
期刊学术特色的前提下，探索出市场化运营模 型，即：真诚、文明、风格、品位。事业需要真诚，
总之，只要我们进一步提高认识、解放思
式。改革内部管理机制，建立职、责、权关系明晰 编辑部的建设需要真诚，只有真诚才能脚踏实 想，加快改革步伐，尽快改进一切妨碍学术期刊
的目标管理和量化管理体制。根据自身发展的 地，实事求是，执着追求，开拓进取；文明能约束 发展的不合理制度，尽可能吸引大批高素质人
处理、及时采取正确的补救措施，确保目标运行 感和创造性，刻苦、敬业、奉献才能攻克难关。 开发及应用。
方向正确、进展顺利。任何一个目标的达成、项
第三，编辑部要建立一套以提高期刊质量
目的完成，都必须有一个严格的考核评估。考
核、评估、验收工作必须选择执行力很强的人员
进行，必须严格按照目标管理方案或项目管理 （上接 57 页） 现了对 Lorenz 混沌系统的稳定控 [2]E.N.Lorenz，The essence of chaos，University of
示。
姨b（r-1），- 姨b（r-1），r-1）为稳定焦点为，在 r=r0
第四步：将上步中封装的这 3 个子系统按照 处发生亚临界霍夫分岔，出现了不稳定的极限环。
方程组中的关系连接起来，然后再封装成模块取 其中 r=15，系统很快趋于平衡点 C1。
名为 Lorenz。如图 2 所示。
当 r＞r0 以后，系统经历了一个十分复杂的分
（2）
当 k=0.3（k 为控制强度常数），T=0.2（T 为延时 时间），σ=10、b=8/3、r=28 时，控制后的 Lorenz 混沌 系统可视化模型如图 4 所示。
就能实现对复杂系统的仿真。从而建立了 Lorenz
式中，x 正比于对流运动的强度，y 正比于水 混沌系统的可视化模型，如图 2 所示。
目标，逐项进行考核并作出结论，对目标完成度 制。
Washington Press ，1993.
高、成效显著、成绩突出的团队或个人按章奖
5 结论
[3]H. Haken，Phys.Lett.53A，1975：77.
励，对失误多、成本高、影响整体工作的团队或
混沌系统建模的仿真分析对实验研究工作有 [4]Kaplan J.L.and Yorke J.A.1979 Commun.Math.
强期刊的内部管理等方面。
杂志就会陷入困境。
性就可以发挥得淋漓尽致。行政性，即对编辑部
1 解放思想，更新观念
（2）倡导编辑多一点批判精神、怀疑精神。 的管理，强调的是执行力。
摆脱陈旧思想观念的束缚，建立起精品意 编辑必须挑剔、质疑文章中的每一个细节，并主
第五，管理编辑部最大限度地发挥每一个
识、竞争意识，与时俱进，敢于创新，在解放思想 动和作者沟通。
运营模式
个方面来整合。创造良好的文化氛围和工作氛
第六，努力提高全体编辑的综合素质。在引
通过激励机制，充分鼓励发挥学术期刊的 围是实现编辑部的工作目标的重要保证。
进人才的同时，加强对现有人才队伍的培养，特
市场潜能,利用期刊社体制改革的契机，在维护
（1） 文化氛围。首先提出编辑部的文化模 别是要加大对高端科技编辑人才的培养。
个人按章处罚，真正达到表彰先进、鞭策落后的 较强的指导意义。利用 Smulink 仿真软件建立了 Phys.67，1979：93.
摘 要：市场经济下，学术期刊界如何发展已成为一个热点问题。学术期刊如何走出困境，如何适应形势的需求？从解放思想、更新观念、建立适 应于市场经济形势的运营模式、加强编辑部自身建设等方面进行简述。
关 键 词 ：体制改革；学术期刊建设；编辑部建设
市场经济高速向前发展，机构体制改革不 理素质、奉献精神等。
为最终目标的管理体系。
关 键 词 ：Lorenz；混沌；可视化模型；Simulink；仿真
引言 目前，混沌的研究较为活跃，其中 Lorenz 混 沌系统作为人们研究混沌的主要对象之一，近年 来许多学者对其进行了研究[1-4]。但它与其他混沌系 统一样，在实现时存在着较多的困难。一般的混沌 系统的仿真是通过编写程序来实现，但由于迟滞 函数序列通过编写程序来实现是非常的困难，这 时通过另一种方法来进行仿真，即基于 Simulink 平台的动态仿真.利用其中的 Simulink 仿真软件， 不仅可以对实验现象进行可视化建模、仿真分析， 还可以很方便地对实验参数进行调节，以便观察 到不同的实验仿真结果。提出了运用 Simulink 建 立 Lorenz 混沌实验可视化模型的方法，然后分析 了 Lorenz 系统的混沌特性，最后提出了一种延时 反馈控制方法，对 Lorenz 混沌系统进行稳定控制 仿真研究，效果良好。 1 Lorenz 混沌系统模型 1963 年美国气象学家洛仑兹（Lorenz）[1，5]研究 大气对流，提出了著名的 Lorenz 方程，Lorenz 的初 衷是想探求一个常微分方程组，以模拟某些与天 气有关的变化过程。他最终使用的方程是从一个 对流模型得出的：一个两维的流体室，底部加热， 顶部冷却，从而产生对流。Lorenz 方程如下：
很快趋于平衡点 0。
第三步：将构建成的 4 个仿真图封装成 4 个
当 1＜r＜r0=24.74 时，0（0，0，0）是不稳定的平衡
子系统，取名为 x 方程，y 方程，z 方程，如图 1 所 点，点 C1（姨b（r-1），姨b（r-1），r-1） 和点 C（2 -
图 4 Lorenz 混沌系统的延时反馈控制图 在图 4 中，已将原可视化模型创建成一个子 系统（Lorenz），控制输入 u 加在子系统的求和模块 sum 上（增加一个输入端）。施加控制后的仿真结 果见图 5。此时系统已由原图 3 所示的混沌运动转 变为先环绕不稳定平衡点运动，然后进入稳定平 衡点的轨道，并沿着一条螺旋轨道渐近稳定到点 C2。与之相对应的 X 分量随时间变化的关系如图 5 中所示（t 与 x 时序图）。
问题，即如何做到主动发展、特色发展和持续发 和工作氛围。编辑部是一个整体，是一个团队， 的主管来讲应该尽量做到公平、公正。解决好质
展。
要把编辑部的工作潜力发挥至极致，需要从编 和量的关系，让真正抓质量的编辑，能得到与付
2 创新体制，建立适应于市场经济形势的 委会、编辑工作流程、角色定位、内部沟通等多 出相匹配的报酬。
科技论坛
基于 Simulink 的 Lorenz 混沌系统的可视化仿真研究
马建兵 （兰州交通大学 自动化与电气工程学院，甘肃 兰州 730070）
摘 要：以 Lorenz 混沌系统为例，运用仿真软件 Simulink 建立了 Lorenz 混沌系统可视化模型，从中分析了 Lorenz 系统的混沌特性，最后提出了 一种延时反馈控制方法，对 Lorenz 混沌系统进行稳定控制，该方法的优点是全程可视化，不需要采用传统的程序代码和算法进行编程，是研究混沌 系统的一种简便、有效的新方法。
断深化，各行各业竞争也日趋激烈，深深打下计
（1）鼓励每一位编辑树立主体意识。编辑学
第四，在编辑部的管理方面，要建设民主的
划经济体制烙印的、计划经济体制下遗留下来 上有一条定律称，“版面上的一切责任归于编 编辑部，这是编辑部的软件建设。精神产品的生
的“最后一个堡垒”──学术期刊界面临着机遇 辑”，即编辑要对版面上的任何一细节负责，它 产民主气氛非常重要。编辑部的工作具有两个
管理。在目标管理的过程中，丝毫的懈怠和放任 员进入一个较高的精神境界。
刊，学术期刊就会有一个良好的发展空间。
自流都可能贻害巨大。做为管理者，必须随时跟
（2）工作氛围。树立风气，提倡精神，会使部
作 者 简 介 ：李永龙（1965.10~），男，广东信
踪每一个目标的进展，发现问题及时协商、及时 门形成良好的强劲的发展趋势，激情能产生灵 宜人，助理研究员，研究方向：科技信息资源的
算单元。
时，其相空间轨道可得到相应的仿真结果。
第二步：打开 Matlab 中的 Smulink 模块库，
设 σ=10，b=8/3 固定不变[8]。当 0＜r＜1 时，仅有
按照方程组中的运算关系，拖动相应的模块构建 一个 0（0，0，0）点是稳定的平衡点，其中 r=0.5，系统
成 3 个方程的仿真图，如图 1 所示。
由此可见，在对 Lorenz 混沌系统施加控制
便，对于以上方程的计算，不必进行复杂的编程， 转出来到 0 点，然后离开 0 点到 ，再由 出来到 0 后，仅用数十秒时间就有效地实 （下转 113 页）
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改革与探讨
创新体制 加强学术期刊建设
李永龙 （中国热带农业科学院科技信息研究所，海南 儋州 571737）
最后：通过各模块属性对话框设置模块的参 岔序列。详细的研究表明，在某些范围内，其解为
数。初始状态设为 x=y=z=1。
周期解，在另一些范围内，其解则为奇怪吸引子。
图 5 k=0.3 T=0.2 对应的相图与时序图
可见，通过 Smulink 软件建模的过程十分方 从形态来看，相空间的轨线由 0 点出来进入 ，再
（1）
点。如此反复进行下去。由于每次绕 和 的方式是 不同的，且绕的圈数时多时少，很不规则，这时三 个平衡点都是不稳定的。因此它属于非周期的奇 怪吸引子或混沌运动。如图 3 所示，其中 ，系统处 于混沌状态。
图 3 x 与 y 相图和 x 时序图 4 基于可视化模型的延时反馈控制 下面提出了一种延时反馈控制方法 [7]，对 Lorenz 混沌系统进行稳定控制，利用系统自身的 非线性特征，通过对系统的变量进行控制。在对 Lorenz 混沌系统施加控制时，需在式中第二个方 程的右边增加一个控制输入 u（）t =k（x（t-T）-x（）t ）， 于是得到一个受控的混沌系统：
编辑的积极性，建立合理的分配制度非常重要。
中不断提高认识、开拓视野、创新理念、统一思
（3）理性、平和心态是编辑发挥主动性的先 根据编辑流程，制定各种工序。工序是比较复杂
想，把解放思想的成果体现在具体工作中，落实 决条件。
的，每个人之间劳动付出的程度都有所不同，真
在解决期刊发展的突出问题上，尤其是关于出
客观情况，明确自己的学术定位和与之相应的 行为；风格和品位可以形成特色，提炼精神，体 才、复合型人才、经营管理型人才,不断拓展期
发展战略，并通过目标管理和结合量化管理的 现价值。有了这样的文化主基调，把编辑部带入 刊管理的路子，改变目前陈旧的管理模式，不断
方法来保证战略目标的实现。目标管理，关键在 良好的文化氛围中,得到文化熏陶，会使编辑人 拓展经营之道, 严把质量关，努力打造精品期