通过采用Adomian分解方法,解决了分数阶简化Lorenz系统并在数字信号处理器(DSP)上实现了该方法。 该系统的Lyapunov指数(LE)光谱是基于QR分解法计算的,与相应的分叉图非常吻合。 我们通过颜色最大LE(LEmax)和混沌图分析了参数和分数导数阶数对系统特性的影响。 发现阶数越小,LEmax越大。 迭代步长也会影响混沌的最低顺序。 此外,我们在DSP平台上实现了分数阶简化的Lorenz系统。 在DSP上生成的相图与通过计算机仿真获得的结果一致。 它为分数阶混沌系统的应用奠定了良好的基础。 ### 基于Adomian分解方法的分数阶简化Lorenz系统的特性分析和DSP实现 #### 摘要 本文研究了分数阶简化Lorenz系统的特性,并使用Adomian分解方法求解该系统。此外,还在数字信号处理器(DSP)上实现了此方法。系统Lyapunov指数(LE)光谱的计算基于QR分解法,结果显示其与对应的分岔图高度匹配。我们通过色彩最大LE(LEmax)和混沌图来分析参数和分数导数阶数对系统特性的影响。研究发现,阶数越小,LEmax越大;迭代步长也会影响混沌存在的最低阶数。此外,我们还在DSP平台上实现了分数阶简化的Lorenz系统,生成的相图与通过计算机仿真得到的结果相符,为分数阶混沌系统的应用提供了良好的基础。 #### 关键知识点详解 **1. 分数阶微积分** 分数阶微积分是一门研究非整数阶导数和积分的数学分支,它扩展了传统的微积分理论。在分数阶微算中,导数的阶数可以是非整数形式,例如0.5或1.7等。分数阶微积分在描述具有记忆特性的物理过程方面具有独特优势,特别是在非线性动力学、控制理论等领域有着广泛的应用前景。 **2. 简化Lorenz系统** Lorenz系统是一种经典的混沌模型,由爱德华·诺顿·洛伦兹在1963年提出,用于模拟大气环流。简化Lorenz系统是指在原始Lorenz系统基础上进行简化后的版本,通常保留了原系统的混沌特性但减少了复杂度,使其更易于数值分析和理论研究。 **3. Adomian分解方法** Adomian分解方法(ADM)是由乔治·阿多米安提出的一种解析和数值解非线性方程的方法。这种方法将复杂的非线性方程分解成一系列容易解决的线性方程,从而避免了传统方法中的迭代过程,提高了计算效率和准确性。对于分数阶微分方程,Adomian分解方法特别有用,因为它能够有效地处理这类方程的复杂性。 **4. Lyapunov指数光谱** Lyapunov指数是用来衡量动力系统长期行为稳定性的指标,特别是对于混沌系统来说非常重要。Lyapunov指数光谱可以揭示系统中的各种动态特征,如稳定性、周期性和混沌性。通过计算系统不同参数下的Lyapunov指数光谱,可以深入理解系统的动态行为。 **5. QR分解法** QR分解是一种矩阵分解方法,用于将矩阵分解为一个正交矩阵Q和一个上三角矩阵R的乘积。在本文中,QR分解法被用来计算简化Lorenz系统的Lyapunov指数光谱。这种计算方法的优点在于能够提供更加准确和稳定的指数估计值。 **6. 数字信号处理器(DSP)实现** DSP是一种专门设计用于快速执行信号处理算法的处理器。本文中,在DSP上实现了分数阶简化Lorenz系统及其Adomian分解方法。这不仅验证了方法的有效性,还为实际应用中的实时处理提供了可能。通过在DSP上生成的相图与通过计算机仿真得到的结果的一致性,证明了该方法在DSP平台上的可行性。 **结论** 本研究通过采用Adomian分解方法解决了分数阶简化Lorenz系统,并在数字信号处理器上实现了该方法。通过对系统特性的影响分析表明,分数导数阶数的减小会导致最大Lyapunov指数增大,而迭代步长也会影响混沌现象的存在条件。此外,DSP实现的成功验证了分数阶混沌系统在实际应用中的潜力,为进一步的研究和发展奠定了坚实的基础。
2025-09-19 16:30:29 617KB Fractional calculus; simplified Lorenz
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基于Matlab的Lorenz混沌系统的仿真。
2023-02-26 21:31:53 422KB 研究论文
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摘要:对Lorenz系统添加一个非线性状态反馈控制器所构成的四维超混沌Lorenz系统,并运用数值模拟和理论分析的方法研究该超混沌系统丰富的动力学特性,同时运用
2023-02-24 22:11:57 965KB 自然科学 论文
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Matlab代码sqrt OLIM-for-Lorenz63 C和Matlab代码的集合,用于计算受小白噪声干扰的Lorenz'63的准势 该软件包包含用于可视化和分析随机Lorenz'63模型的C和Matlab源代码(请参见PDF文件README_Lorenz63.pdf)。 C源代码 (1)olim3D4Lorenz63.c,用中点正交规则[5]实现3D有序线积分方法的C源代码。 向量场是洛伦兹向量场。 无需输入。 输出文件: LorenzQpot_rho <...>。txt包含一列3D网格点处的准势值。 它的名称在1440行中分配。 parameters_rho <...>。txt包含具有以下参数的列向量:XMIN,XMAX,YMIN,YMAX,ZMIN,ZMAX,NX,NY,NZ,sigma,beta,rho,x_ipoint.x,x_ipoint.y,x_ipoint .z,K,SSF,其中结构myvector x_ipoint是针对其计算拟势的渐近稳定平衡,而SSF是子采样参数:如果NX = NY = NX = SSF·n + 1,则输出值的数量LorenzQpot_rho
2023-02-22 12:36:25 301KB 系统开源
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采用C0复杂度算法,分析了Logistic映射、简化Lorenz系统和超混沌Lorenz系统的复杂度特性,并与系统的Lyapunov指数谱和分岔图进行对比,结果表明,C0复杂度能正确反映系统的复杂度特性;三系统复杂度从大到小依次为Logistic系统、超混沌Lorenz系统和简化Lorenz系统。将C0复杂度算法与谱熵算法(SE )和强度统计算法(LMC )计算结果对比,进一步说明C0算法分析混沌系统复杂度的有效性。系统复杂度随时间演化的特性分析表明,系统复杂度在一定范围内波动,即系统具有演化稳定性,两连续系统中 y序列复杂度最大。为混沌系统应用于信息加密、保密通信领域提供了理论与实验依据。
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基于matlab的Lorenz系统仿真研究样本.doc
2022-11-16 11:12:42 795KB 计算机
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计算李雅普诺夫指数,仿真模拟实验计算李亚普诺夫指数程序
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此文件包含了洛伦兹系统的庞加莱截面图,李雅普诺夫指数图的源代码,也有Logistic映射的分叉图,代码可以运行。
2022-10-21 21:22:27 2KB logistic lorenz matlab 洛伦兹分叉图
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基于LabVIEW技术的Lorenz方程虚拟混沌信号发生器设计
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基于Eular算法lorenz混沌系统的51单片机实现与proteus仿真,可以在Proteus上直接运行,看到混沌吸引子的图。C51语言编写。
2022-07-08 09:22:20 89KB Eular算 lorenz 51单片机 proteu
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