×

非线性分数阶Lorenz系统的动力学分析,采用一种新的智能解预测径向基网络设计。 (英语) Zbl 07736748号

摘要:在本研究工作中,利用径向基神经网络(RBNN)的非线性柔性结构对分数域洛伦兹吸引子的对流流动进行建模。利用分数阶Runge-Kutta求解器对复杂分数阶系统的物理参数进行了初始计算,计算了控制约束的不同随机场景,并在混沌Lorenz系统的不同初始条件下,利用RBFN设计了其参数模型。计算了具有动态神经网络结构的Lorenz系统在不同分数阶解下的多重混沌,利用Lyapunov指数分析了混沌行为的敏感性。混沌模式的相图表明,分数阶Lorenz系统具有紧凑的动力学行为,具有实际动力学系统设计应用的潜力。利用平均互信息(AMI)技术计算分数Lorenz系统的嵌入维数和时滞,以评估受数值算法影响且在分钟时间步长上波动的分数域时滞混沌模式的适用性。所提出的RBFN设计已被证实是分数阶域混沌系统软计算和动力学分析的一种高性能工具。

MSC公司:

37倍X 动力系统与遍历理论
34年X月 常微分方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿德沃尔,A.T。;E.O.Falayi。;Roy-Layinde,T.O。;Adelaja,A.D.,尼日利亚部分选定台站气象参数的混沌时间序列分析,科学。非洲。,10,文章e00617 pp.(2020)
[2] Akul,A。;Rajagopal,K。;Durdu,A。;Pala,M.A。;博伊拉兹。F、。;Yildiz,M.Z.,基于忆阻器和忆电容器的简单分数阶混沌系统及其同步应用,混沌孤子分形,152,第111306页,(2021)·Zbl 1497.94209号
[3] AlAhmad,R.,Grünwald leitnikov两个函数乘积的分数导数,Comput。科学。,16, 2, 767-774 (2021) ·Zbl 1460.26006号
[4] Ann,N.Q。;Pebrianti,D。;M.F.阿巴斯。;Bayuaji,L.,Lorenz吸引子的参数估计:深度神经网络和K-means聚类方法的组合,(机电一体化走向工业4.0的最新趋势(2022),Springer:Springer Singapore),321-331
[5] Bansal,R.,分数阶电路中的随机滤波,非线性动力学。,103, 1, 1117-1138 (2021) ·Zbl 1516.93263号
[6] 比汉,S。;Cetin,M.,基于模型和自适应观测器的时变和未知混沌系统二阶超参数调谐,混沌孤子分形,156,第111898页,(2022)·Zbl 1506.93020号
[7] Bukhari,A.H。;拉贾,M.A.Z。;拉菲克,N。;Shoaib,M。;Kiani,A.K。;Shu,C.M.,非线性混沌分数阶Rossler系统的智能计算网络设计,混沌孤子分形,157,第111985页,(2022)·Zbl 1498.34167号
[8] Demirdjian,R。;Doyle,J.D。;雷诺兹,C.A。;诺里斯·J·R。;Michaelis,A.C。;Ralph,F.M.,来自伴随模型的大气河流初始条件敏感性相关物理过程的案例研究,J.Atmos。科学。,77, 2, 691-709 (2020)
[9] Din,A。;李毅。;F.M.Khan。;Z.U.Khan。;Liu,P.,关于使用Atangana-Baleanu Caputo(ABC)导数分析乙型肝炎分数阶数学模型,分形,第2240017页,(2021)·Zbl 1486.92219号
[10] 德拉米尼,A。;Goufo,E.F.D。;Khumalo,M.,关于Lorenz混沌系统的Caputo-Fabrizio分形分数表示,AIMS数学。,6, 11, 12395-12421 (2021) ·Zbl 1514.34015号
[11] M.杜塔。;Roy,B.K.,一种新的基于忆阻的分数阶混沌系统及其固定时间同步,混沌孤子分形,145,文章110782 pp.(2021)
[12] 风扇,C。;丁琼,具有任意期望正Lyapunov指数的多项式混沌映射的设计与几何控制,混沌孤子分形,169,第113258页,(2023)
[13] Fazzino,S。;卡波内托,R。;Patanè,L.,用于参数估计的分数阶神经元Hopfield网络新模型,非线性动力学。,1-15 (2021)
[14] Guirao,J.L。;萨比尔,Z。;拉贾,M.A.Z。;Baleanu,D.,分数bagley-torvik数学模型的神经升温计算解算器设计,《欧洲物理学》。J.Plus,137,2,245(2022)
[15] 哈特利,TT。;加利福尼亚州洛伦佐。;Qammer,H.Killory,分数阶蔡斯系统中的混沌,IEEE Trans。CAS-I42,第485C490条,pp.(1995)
[16] 黄,P。;Chai,Y。;Chen,X.,Lorenz家族系统的多重动力学分析及其在信号检测中的应用,混沌孤子分形,156,第111797页,(2022)·Zbl 1506.94013号
[17] 我·贾登。;拉贾,M.A.Z。;朱奈德,M。;艾哈迈德。;ur Rehman,A。;Shoaib,M.,非线性Van-der-Pol-Mathieu振荡系统尘埃密度模型基于进化优化有限差分的数值计算设计,数学。计算。模拟。,181, 444-470 (2021) ·Zbl 1524.65353号
[18] Kaewnimit,K。;Wannalookkhee,F。;Nonlaopon,K。;Orankitjaroen,S.,一些Riemann-Liouville分数阶积分方程的解,分形。,第5、4条,第154页(2021年)
[19] Kavuran,G.,《当机器学习遇到分数阶混沌信号时:检测动态变化》,《混沌孤子分形》,157,第111908页,(2022)·Zbl 1498.68242号
[20] Kharabian,B。;Mirinejad,H.,Fuzzy Lyapunov指数布局用于混沌稳定,Physica D,文章133648 pp.(2023)·Zbl 1507.93183号
[21] 库兹涅佐夫,N.V。;Mokaev,T.N。;库兹涅佐娃,O.A。;Kudryashova,E.V.,洛伦兹系统:实际稳定性的隐藏边界和李亚普诺夫维数,非线性动力学。,102, 2, 713-732 (2020) ·Zbl 1517.34081号
[22] 李,C。;Peng,G.,Chen系统中的分数阶混沌,混沌孤子分形,22,2443-450(2004)·Zbl 1060.37026号
[23] Liang,L。;郭伟。;Zhang,Y。;张伟。;李,L。;Xing,X.,径向基函数神经网络预测复合结构开孔泡沫铝的中频吸声系数,应用。灰尘。,170,第107505条,第(2020)页
[24] 刘,S。;蒋,N。;赵,A。;Zhang,Y。;邱,K.,半导体激光器网络中基于簇混沌同步的安全光通信,IEEE Access,811872-11879(2020)
[25] 刘,T。;Yan,H。;班纳吉,S。;牟,J.,具有隐藏吸引子和自激吸引子的分数阶混沌系统及其DSP实现,混沌孤子分形,145,文章110791 pp.(2021)
[26] Malara,F。;佩里,S。;津巴多,G.,旋转不连续性中的带电粒子混沌动力学,物理学。版本E,104,2,第025208条pp.(2021)
[27] 马图克,A.E。;Lahcene,B.,通过基于广义Gamma函数的新Caputo算子在一些分数捕食者-食饵模型中的混沌动力学,Chaos Solitons Fractals,166,Article 112946 pp.(2023)
[28] Mirrezapour,S.Z。;扎尔,A。;Hallaji,M.,一种基于非线性分数阶比例积分微分控制器结构的新型分数阶滑模控制器,用于同步具有不确定性和扰动的分数阶混沌系统,J.Vib。控制,第1077546320982453条,pp.(2021)
[29] 莫加维罗,F。;Laskar,J.,《通过计算机代数研究太阳系混沌的起源》,Astron。天体物理学。,662,L3(2022)
[30] 奈克,M.K。;白西娅,C。;Veeresha,P.,分数维类Lotka-Volterra吸引子的混沌控制策略,数学。计算。模拟。,211, 1-22 (2023) ·Zbl 07704395号
[31] Naz,S。;拉贾,M.A.Z。;考萨尔,A。;Zameer,A。;Mehmood,A。;Shoaib,M.,非线性悬臂压电机械系统动力学:智能计算方法,数学。计算。模拟。,196, 88-113 (2022) ·Zbl 07487720号
[32] 新几内亚N'Gbo。;Tang,J.,关于具有指数核的分数阶微分系统的Lyapunov指数的界,Int.J.Bifurc。混沌,32,12,文章2250188页(2022)·Zbl 07614857号
[33] 新几内亚N'Gbo。;Tang,J.,定义分数阶微分系统的Lyapunov指数,J.Compute。非线性动力学。,第18、5条,第051001页(2023年)
[34] 奥迪巴特,Z。;Baleanu,D.,分数阶微分方程中的非线性动力学和混沌与新的广义Caputo分数阶导数,中国物理学杂志。(2021)
[35] 巴维思兰,I。;Unni,V.R。;Sujith,R.I.,热声系统中的临界跃迁及其预警信号,欧洲物理学。J.特殊上衣。,1-22 (2021)
[36] 彭,Q。;Jian,J.,估算分数阶等离子体混沌系统的最终界限和同步,混沌孤子分形,150,第111072页,(2021)
[37] Perugini,D.,《混沌理论与分形几何》,(The Mixing of Magmas(2021),Springer:Springer-Cham),13-28
[38] 拉贾,M.A.Z。;萨马尔,R。;Manzar,医学硕士。;Shah,S.M.,用内点算法优化求解Bagley-Torvik方程的无监督分数阶神经网络模型设计,数学。计算。模拟。,132, 139-158 (2017) ·Zbl 07313752号
[39] 拉梅什,P。;桑巴斯,M。;Balachandran,K.,分数阶蝴蝶鱼混沌系统的Hopf分岔和同步,J.Control Decis。,1-12 (2021)
[40] 拉尼,D。;辛格,D。;Mandal,K.,《气候变化中的混乱:能量平衡的过程》,国际高级科学研究杂志。工程技术。,11, 9, 836-884 (2020)
[41] Rech,P.C.,具有立方非线性的四维系统动力学,国际分岔杂志。Chaos,31,01,第2150012页(2021)·Zbl 1467.37077号
[42] Rodakoviski,R。;Dias,N.L.,自由滑移边界条件下二维贝纳德流的直接模拟,计算。流体,第105040条pp.(2021)·Zbl 1521.76578号
[43] Schaff,J.,控制大规模群体的确定性混沌约束,(复杂系统国际会议(2020),施普林格:施普林格-查姆),287-297
[44] 沈伯伟。;Pielke Sr.,R.A。;曾,X。;Baik,J.J。;Faghih Naini,S。;崔,J。;阿特拉斯,R.,天气混乱吗?:广义Lorenz模型中的混沌与秩序共存,Bull。Am.Meteorol公司。Soc.,102,1,E148-E158(2021)
[45] Shirkavand,M。;Pourgholi,M。;Yazdizadeh,A.,不同维分数阶混沌系统的鲁棒全局定时同步,混沌孤子分形,154,文章111616 pp.(2022)·兹比尔1498.34043
[46] 辛格,R.S。;Gelmecha,D.J。;Aseffa,D.T。;Ayane,T.H。;Sinha,D.K.,使用混沌属性和在线顺序极端学习机器自动检测正常和心脏病,(医疗保健中的计算智能(2021),Springer:Springer-Cham),213-234
[47] Tarasov,V.E.,《数学经济学:分数微积分的应用》,《数学》,第8、5、660页(2020年)
[48] 塔里克·桑达斯;马吉德·汗;阿卜杜拉·阿尔哈菲斯;Amin,Muhammad,基于混沌Lorenz系统和对数密钥生成的新型混合加密方案,多媒体工具应用。,79, 31, 23507-23529 (2020)
[49] 王,X。;Wang,Z。;卢,J。;Meng,B.,自适应网络上离散时间对近似流行病模型的稳定性、分岔和混沌,数学。计算。模拟。,182, 182-194 (2021) ·Zbl 1524.92119号
[50] 熊,P.Y。;Jahanshahi,H。;Alcaraz,R。;Chu,Y.M.先生。;Gómez-Aguilar,J.F。;Alsaadi,F.E.,使用基于新型神经网络的无颤振滑模技术的多稳态分数阶混沌系统的谱熵分析和同步,混沌孤子分形,144,文章110576 pp.(2021)·Zbl 1498.34175号
[51] 尹,Z。;陈,Z。;陈,Y。;Wu,X.,分布混沌算子的扰动,Rev.R.Acad。中国。精确到Fís。Nat.Ser公司。A.材料,115,2,1-15(2021)·Zbl 07390111号
[52] 张,H。;Cheng,J。;张,H。;张伟。;Cao,J.,具有泄漏和离散延迟的Caputo型分数阶神经网络的准均匀同步,混沌孤子分形,152,文章111432 pp.(2021)·Zbl 1510.34167号
[53] 张,F。;Shu,Y。;Yang,H.,一个新混沌系统的界及其在混沌同步中的应用,Commun。非线性科学。数字。模拟。,16, 3, 1501-1508 (2011) ·Zbl 1221.34122号
[54] 赵,X。;刘杰。;刘,H。;Zhang,F.,复杂场中单参数混沌系统的动力学分析,IEEE Access,828774-28781(2020)
[55] 周,S。;王,X。;王,M。;Zhang,Y.,具有非常高安全级别的简单彩色图像密码系统,混沌孤立子分形,141,文章110225 pp.(2020)·Zbl 1490.94067号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。