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三维混沌系统估计中不同自然启发优化算法的比较分析。 (英语) Zbl 1359.93121号

Azar,Ahmad Taher(编辑)等人,《混沌理论和智能控制的进展》。查姆:施普林格(ISBN 978-3-319-30338-3/hbk;978-3-3169-30340-6/电子书)。《模糊性和软计算研究》33773-790(2016)。
摘要:在各种非线性系统中,混沌系统的参数识别由于其复杂性和不可预测性而成为一项极具挑战性的任务。在混沌系统的参数已知之前,混沌系统的控制和同步是不完整的。传统上,趋势是使用基于梯度的搜索方法估计参数,这些方法存在早熟收敛和陷入局部极小的问题。本章提出了一种基于优化的方案,使用两种最新开发的生物激励优化算法,即布谷鸟搜索算法(CSA)和花授粉算法(FPA)估计两个混沌系统的参数,即Lorenz和Rossler。CSA基于模拟杜鹃的繁殖行为和敌对繁殖策略,有效利用列维飞行提供全局优化,而FPA基于开花植物的自然过程,由于自花授粉和异花授粉,使用列维飞行策略实现全局收敛,使用随机行走策略实现局部收敛汇聚。根据所得到的绝对误差积分(IAE),比较了这些优化算法在有效估计混沌系统参数方面的性能。仿真结果证明了CSA在FPA上对所考虑的两个混沌系统进行离线三维参数估计的有效性。对于三维Lorenz和Rossler混沌系统的参数估计,FPA提供的最小适应度分别为2.4E-03和5.03E-06,而CSA提供的最低适应度分别是7.92E-06和1.31E-07。
关于整个系列,请参见[Zbl 1350.93001号].

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93B30型 系统标识
34C28个 常微分方程的复杂行为与混沌系统
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参考文献:

[1] Alligood KT,Sauer T,Yorke JA(1997)《混沌:动力系统导论》,第1版。柏林施普林格·Zbl 0867.58043号 ·doi:10.1007/978-3-642-59281-2
[2] Azar AT,Vaidyanathan S(eds)(2015a)混沌建模和控制系统设计。计算智能研究,第581卷。德国施普林格。国际标准图书编号:978-3-319-13131-3
[3] Azar AT,Vaidyanathan S(eds)(2015b),计算智能在建模和控制中的应用。计算智能研究,第575卷。德国施普林格。国际标准图书编号:978-3-319-11016-5
[4] Azar AT,Vaidyanathan S(2014c)《混沌:高级智能控制工程和自动化研究手册》。《计算智能与机器人学进展》(ACIR)系列丛书,第1版。IGI Global,宾夕法尼亚州好时。doi:
[5] 李CS,周建中,肖建华(2012)混沌引力搜索算法混沌系统参数辨识。混沌孤子分形45:539-547
[6] Carroll TL,Pecora LM(1991)《同步混沌电路》。IEEE Trans Circ系统38(4):453-456·Zbl 1058.37538号 ·数字对象标识代码:10.1109/31.75404
[7] Chang等人(2008)使用进化规划方法识别混沌系统的参数。专家系统应用35(4):2074-2079
[8] Chen G,Ueta T(1999)又一个混沌吸引子。国际分叉混沌杂志9(7):1465-1466·Zbl 0962.37013号 ·doi:10.1142/S0218127499001024
[9] Emary E等人(2014)基于可能性模糊c-均值聚类的视网膜血管分割,通过布谷鸟搜索进行优化。摘自:IEEE 2014国际神经网络联合会议(IJCNN 2014),7月6日至11日。中国北京国际会议中心
[10] Feki M(2003)一种应用于安全通信的自适应混沌同步方案。混沌孤子分形18(1):141-148·Zbl 1048.93508号 ·doi:10.1016/S0960-0779(02)00585-4
[11] Gan Q,Liang Y(2012)基于采样数据控制的泄漏项时滞和参数不确定性混沌神经网络同步。富兰克林研究所J Franklin Inst 349(6):1955-1971·Zbl 1300.93113号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2012.05.001
[12] Gandomi AH,Yang XS,Alavi AH(2013)布谷鸟搜索算法。解决结构优化问题的元启发式方法。工程计算29(1):17-35·doi:10.1007/s00366-011-0241-y
[13] Gaspard P(1999)微观混沌和化学反应。物理A:统计力学应用263(1-4):315-328·doi:10.1016/S0378-4371(98)00504-4
[14] 盖根·D(2009)《经济和金融的混乱》。年收入控制33(1):89-93·doi:10.1016/j.arcontrol.2009.01.002
[15] Hassanien AE、Tolba M、Azar AT(2014)《先进机器学习技术与应用:第二届国际会议》,2014年11月28日至30日,埃及开罗,AMLTA 2014。计算机和信息科学通讯学报,第488卷。Springer-Verlag GmbH,柏林/海德堡。ISBN:978-3-319-13460-4
[16] He Q,Wang L,Liu B(2007)基于粒子群优化的混沌系统参数估计。混沌孤立子分形34:611-654·Zbl 1152.93504号
[17] Huang X,Zhao Z,Wang Z,Li Y(2012)分数阶细胞神经网络中的混沌和超混沌。神经计算94:13-21·Zbl 06075772号 ·doi:10.1016/j.neucom.2012.01.011
[18] Sun J等人(2010)使用漂移粒子群优化方法对混沌系统进行参数估计。物理快报A 374(28):2816-2822·Zbl 1237.34091号 ·doi:10.1016/j.physleta.2010.04.071
[19] 蒋G-P,郑维X,陈G(2004)信道时滞下的全局混沌同步。混沌孤子分形20(2):267-275·Zbl 1045.34021号 ·doi:10.1016/S0960-0779(03)00374-6
[20] Kaslik E,Sivasundaram S(2012)分数阶神经网络中的非线性动力学和混沌。神经网络32:245-256·Zbl 1254.34103号 ·doi:10.1016/j.neunet.2012.02.030
[21] Kyriazis M(1991)混沌理论在衰老分子生物学中的应用。老年实验26(6):569-572·doi:10.1016/0531-5565(91)90074-V
[22] Li D(2008)三涡卷混沌吸引子。物理快报A 372(4):387-393·Zbl 1217.37030号 ·doi:10.1016/j.physleta.2007.07.045
[23] Li N等人(2014)级联耦合半导体环形激光器中的增强混沌同步和通信。公共非线性科学数字模拟19(6):1874-1883·doi:10.1016/j.cnsns.2013.09.036
[24] Li N,Zhang Y,Nie Z(2011)带采样数据的一般复杂动态网络同步。神经计算74(5):805-811·Zbl 05849805号 ·doi:10.1016/j.neucom.2010.11.007
[25] Li NQ,Pan W,Yan LS(2011)使用基于微分进化的方法对有噪声和无噪声混沌系统的参数估计。《中国物理》B 20(6):060502(1-6)
[26] Li XT,Yin MH(2012)使用杜鹃搜索算法和正交学习方法对混沌系统进行参数估计。《中国物理》B 21(5):050507(1-6)
[27] Lian S,Chen X(2011)基于混沌和神经网络的可追踪内容保护。应用软计算11(7):4293-4301·doi:10.1016/j.asoc.2010.05.033
[28] Liu C等人(2004)一种新的混沌吸引子。混沌孤立子分形22(5):1031-1038·Zbl 1060.37027号 ·doi:10.1016/j.chaos.2004.02.060
[29] Liu L,Zhang C,Guo ZA(2007)具有非线性反馈控制的两个不同混沌系统之间的同步。《中国物理学》16(6):1603-1607·doi:10.1088/1009-1963/16/6/019
[30] Lorenz EN(1963)确定性周期流。大气科学杂志20(2):130-141·Zbl 1417.37129号 ·doi:10.1175/1520-0469(1963)020<0130:DNF>2.0.CO;2
[31] 吕J,陈G(2002)创造了一种新的混沌吸引子。国际分叉混沌杂志12(3):659-661·Zbl 1063.34510号 ·doi:10.1142/S0218127402004620
[32] Mondares H,Alfi A,Fateh MM(2010)通过改进的粒子群优化对混沌系统进行参数识别。专家系统应用37(5):3714-3720·doi:10.1016/j.eswa.2009.11.054
[33] Murali K,Lakshmanan M(1998)使用广义混沌系统的复合信号进行安全通信。物理快报A 241(6):303-310·Zbl 0933.94023号 ·doi:10.1016/S0375-9601(98)00159-5
[34] Njah AN、Ojo KS、Adebayo GA、Obawole AO(2010)使用反推设计对RCL分流约瑟夫森结中的混沌进行广义控制和同步。物理C 470(13-14):558-564·doi:10.1016/j.physc.2010.05.009
[35] Pecora LM,Carroll TL(1990)混沌系统中的同步。物理评论稿64(8):821-824·Zbl 0938.37019号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.64.821
[36] Peng B等人(2009)基于差分进化算法的混沌系统参数估计。混沌孤子分形39(5):2110-2118·doi:10.1016/j.chaos.2007.06.084
[37] Qu Z(2011)《心律失常发生和维持的混乱》。生物物理分子生物学进展105(3):247-257·doi:10.1016/j.pbiomolbio.2010.11.001
[38] Rasappan S,Vaidyanathan S(2012)通过反推控制实现WINDMI和Coullet混沌系统的全局混沌同步。远东数学科学杂志67(2):265-287·Zbl 1256.34051号
[39] Rhouma R,Belghith S(2011)DSP上基于混沌的密码系统的密码分析。通用非线性科学数字模拟16(2):876-884·兹比尔1221.94060 ·doi:10.1016/j.cnsns.2010.05.017
[40] Rossler OE(1976)连续混沌方程。物理快报A 57(5):397-398·Zbl 1371.37062号 ·doi:10.1016/0375-9601(76)90101-8
[41] Sarasu P,Sundarapandian V(2012)通过自适应控制实现两个滚动系统的广义投影同步。Int J软计算7(4):146-156·doi:10.3923/ijscomp.2012.146.156
[42] Shahverdiev EM,Bayramov PA,Shore KA(2009)多时滞激光系统中的级联和自适应混沌同步。混沌孤子分形42(1):180-186·doi:10.1016/j.chaos.2008.11.004
[43] Sprott JC(2004)《生态与金融进化的竞争》。物理快报A 325(5-6):329-333·Zbl 1161.91405号 ·doi:10.1016/j.physleta.2004.03.079
[44] Sprott JC(1994)一些简单的混沌流。物理版E 50(2):647-650·doi:10.1103/PhysRevE.50.R647
[45] Suerez I(1999)《掌握生态学中的混乱》。Ecol型号117(2-3):305-314·doi:10.1016/S0304-3800(99)00007-1
[46] Tang YG,Guan XP(2009)时滞混沌系统的参数估计:微分进化方法。混沌孤子分形42(5):3132-3139·Zbl 1198.93222号
[47] Tigan G,Opris D(2008)3D混沌系统分析。混沌孤子分形36:1315-1319·Zbl 1148.37027号
[48] Tu J,He H,Xiong P(2014)未知Lipchitz常数混沌系统之间的自适应反推同步。应用数学计算236:10-18·Zbl 1334.34141号
[49] Usama M等人(2010)基于混沌的安全卫星图像加密系统。计算数学应用60(2):326-337·Zbl 1198.94037号 ·doi:10.1016/j.camwa.2009.12.033
[50] Vaidyanathan S,Azar AT(2015a)4-D新型超混沌系统的分析与控制。In:Azar AT,Vaidyanathan S(eds)混沌建模和控制系统设计。计算智能研究,第581卷。Springer-Verlag GmbH,柏林/海德堡,第19-38页。数字对象标识:
[51] Vaidyanathan S,Azar AT,Rajagopal K,Alexander P(2015)设计和SPICE实现一个12个学期的新型超混沌系统,并通过主动控制实现同步。国际J模型识别控制(IJMIC)23(3):267-277
[52] Vaidyanathan S,Azar AT(2015b)使用滑模控制的相同混沌系统的反同步以及Vaidyanatan-Madavan混沌系统的应用。发表于:Azar AT,Zhu Q(eds)滑模控制系统的进展和应用。计算智能研究丛书,第576卷。Springer Verlag GmbH,柏林/海德堡,第527-547页。数字对象标识:
[53] Vaidyanathan S,Azar AT(2015c)使用滑模控制的相同混沌系统的混合同步及其在Vaidyanathan混沌系统中的应用。在:Azar AT,Zhu Q(编辑)滑模控制系统的进展和应用。计算智能研究丛书,第576卷。Springer-Verlag GmbH,柏林/海德堡,第549-569页。数字对象标识:
[54] Vaidyanathan S,Azar AT,Rajagopal K,Alexander P(2015)设计和SPICE实现一个12个学期的新型超混沌系统,并通过主动控制实现同步。国际J模型识别控制(IJMIC)23(3):267-277
[55] Vaidyanathan S、Idowu BA、Azar AT(2015)《Sprott Jerk系统全局混沌同步的Backstepping控制器设计》。In:Azar AT,Vaidyanathan S(eds)混沌建模和控制系统设计。计算智能研究,第581卷。Springer-Verlag GmbH,柏林/海德堡,第39-58页。数字对象标识:
[56] Vaidyanathan S,Sampath S,Azar AT(2015)通过新型滑模控制方法实现相同混沌系统的全局混沌同步及其在Zhu系统中的应用。国际J车型识别控制(IJMIC)23(1):92-100
[57] Yang XS(2012)用于全局优化的花朵授粉算法。非常规计算自然计算Lect Notes计算科学7445:240-249·Zbl 1374.68527号
[58] Yang XS,Deb S(2009),通过Levy Flights进行布谷鸟搜索。摘自:世界自然与生物启发计算大会(NaBIC)会议记录,第210-214页
[59] Yang XS等人(2013)《群体智能和生物灵感计算》。理论和应用。伦敦爱思唯尔
[60] Yang XS(2010)自然启发的元启发式算法。英国Luniver出版社
[61] Yang XS(2014)自然启发优化算法。伦敦爱思唯尔·Zbl 1291.90005号
[62] Yang XS,Deb S(2010)《布谷鸟搜索的工程优化》。国际数学杂志数学模型数值优化1(4):330-343·Zbl 1279.90204号
[63] 袁G,张X,王Z(2014)通过注入锁定在半导体环形激光器中产生和同步反馈诱导的混沌。Optik Int J光电子光学125(8):1950-1953·doi:10.1016/j.ijleo.2013.11.007
[64] Zaher AA,Abu-Rezq A(2011)《基于混沌的安全通信系统的设计》。通用非线性科学数字模拟16(9):3721-3727·Zbl 1225.94002号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2010.12.032
[65] Zhu Q,Azar AT(2015)通过智能软计算进行复杂系统建模和控制。模糊性和软计算研究,第319卷。德国施普林格-弗拉格。国际标准图书编号:978-3-319-12882-5
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