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离散分数Duffing系统:混沌、0-1检验、(C_0)复杂性、熵和控制。 (英语) Zbl 1445.39004号

摘要:在本文中,我们研究了Duffing映射的Caputo分数差分形式的动力学和控制。我们使用相图、分岔图和Lyapunov指数来确定在广泛的分数阶上混沌的存在,并检查动力学的性质。此外,我们提出了检测混沌和(C_0\)复杂度的0-1检验,这是一种可以量化时间序列规律性的替代非线性统计测度。此外,我们测量了近似熵,以查看我们的数值结果的性能。通过相图和分岔图,可以看出该分数映射表现出一系列不同的动力学行为,包括混沌和共存吸引子。提出了一种一维反馈镇定控制器。利用线性分数阶离散系统的稳定性理论,证明了所提出控制器的渐近收敛性。进行了模拟结果以说明研究结果。
©2020美国物理研究所

理学硕士:

39甲12 分析主题的离散版本
39-08 差分方程和函数方程相关问题的计算方法
39A28号 差分方程的分岔理论
39A33型 差分方程解的混沌行为
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Kocarev,L。;Lian,S.,《基于混沌的密码术:理论、算法和应用》(2011年),Springer-Verlag:Springer-Verlag,柏林
[2] Bertodano,M.L。;Fullmer,W。;克劳斯,A。;Ransom,V.,《双流体模型稳定性、模拟与混沌》(2017),施普林格国际出版公司:施普林格出版社,瑞士·Zbl 1374.76002号
[3] Hénon,M.,一个带有奇怪吸引子的二维映射,Commun。数学。物理。,50, 1, 69-77 (1976) ·Zbl 0576.58018号 ·doi:10.1007/BF01608556
[4] May,R.M.,《具有非常复杂动力学的简单数学模型》,《自然》,2615560459-467(1976)·Zbl 1369.37088号 ·doi:10.1038/261459a0
[5] Lozi,R.,Un atracteurétrange(?)du type attracteur de Hénon,J.Phys。学院。,39,C5-9-C510(1978)·doi:10.1051/jphyscol:1978505
[6] Hitzl,D.L。;Zele,F.,《Hénon二次映射的探索》,《物理学D》,第14期,第305-326页(1985年)·Zbl 0602.58025号 ·doi:10.1016/0167-2789(85)90092-2
[7] Stefanski,K.,用3D地图模拟混沌和超混沌,混沌孤子分形,9,1-2,83-93(1998)·Zbl 0934.37033号 ·doi:10.1016/S0960-0779(97)00051-9
[8] 伊藤,M。;Yang,T。;Chua,L.O.,混沌和超混沌系统脉冲同步的条件,国际分岔杂志。混沌应用。科学。工程,11551-558(2001)·兹比尔1090.37520 ·doi:10.1142/S0218127401002262
[9] 王晓勇,《复杂非线性系统中的混沌》(2003),电子工业出版社:电子工业出版社,北京
[10] Dignowity,D。;Wilson,M。;Rangel-Fonseca,P。;Aboites,V.,双相耦合谐振腔中诱导的Duffing空间动力学,激光物理。,23, 075002 (2013) ·doi:10.1088/1054-660X/23/7/075002
[11] 易卜拉欣,A。;Kumar,N.,《duffing映射的吸引子:DLI和(0-1)测试的应用》,《国际工程创新技术杂志》。,4, 10, 165-169 (2015)
[12] Mahdi,A。;Jawad,A.K。;Hreshee,S.S.,基于duffing映射的语音数字混沌置乱,国际J.Inf.Commun。科学。,1, 2, 16-21 (2016)
[13] Hasan,M.,Faruqi,T.M.,Tazrean,M.和Chowdhury,T.H.,“使用duffing地图的生物识别加密”,国际电子工程进展会议(ICAEE),达卡(IEEE,2017),第737-742页。
[14] 古德里奇,C。;彼得森,A.C.,《离散分数微积分》(2015),施普林格·Zbl 1350.39001号
[15] 李,C。;Deng,W.,分数导数备注,应用。数学。计算。,187, 2, 777-784 (2007) ·Zbl 1125.26009号 ·doi:10.1016/j.amc.2006.08.163
[16] 李,C。;Cai,M.,分数积分和导数的理论和数值逼近(2019),工业和应用数学学会
[17] Khennaoui,A.A。;瓦纳斯,A。;Bendoukha,S。;格拉西,G。;Lozi,R.P。;Pham,V.-T.,《分数阶离散时间系统:混沌、稳定与同步》,混沌孤子分形,119150-162(2019)·Zbl 1451.37052号 ·doi:10.1016/j.chaos.2018.12.019
[18] 瓦纳斯,A。;Khennaoui,A.A。;奥迪巴特,Z。;范,V.-T。;Grassi,G.,关于分数阶Ikeda映射的动力学、控制和同步,混沌孤子分形,123,108-115(2019)·Zbl 1448.93186号 ·doi:10.1016/j.chaos.2019.04.002
[19] 瓦纳斯,A。;Khennaoui,A.A。;格拉西,G。;Bendoukha,S.,《离散双涡卷分数形式的动力学和控制》,《国际分岔混沌应用》。科学。工程,29,6,1950078(2019)·Zbl 1423.39025号 ·doi:10.1142/S0218127419500780
[20] 瓦纳斯,A。;Khennaoui,A.A。;格拉西,G。;Bendoukha,S.,《分数阶Grassi-Miller映射及其控制中的混沌》,J.Compute。申请。数学。,358, 293-305 (2019) ·Zbl 1422.37074号 ·doi:10.1016/j.cam.2019.03.031
[21] Jouini,L.公司。;瓦纳斯,A。;Khennaoui,A.A。;王,X。;格拉西,G。;Pham,V.T.,一个新的三维广义Hénon映射的分数形式,Adv.Differ。方程式,2019,122(2019)·Zbl 1459.34023号 ·数字对象标识代码:10.1186/s13662-019-264-x
[22] Khennaoui,A.A。;瓦纳斯,A。;Bendoukha,S。;格拉西,G。;王,X。;Pham,V.-T.,《一些分数阶差分方程中的混沌、控制和同步》,Adv.Differ。方程式,2019,412(2019)·Zbl 1485.39028号 ·doi:10.1186/s13662-019-2343-6
[23] 瓦纳斯,A。;Khennaoui,A.A。;Zehrour,O。;Bendoukha,S。;格拉西,G。;Pham,V.-T.,积分阶和分数阶离散时间混沌系统的同步,Pramana,92,52(2019)·doi:10.1007/s12043-018-1712-0
[24] 瓦纳斯,A。;本杜卡,S。;Khennaoui,A.A。;格拉西,G。;王,X。;Pham,V.-T.,使用两个缩放矩阵实现不同维分数阶离散时间系统的混沌同步,开放物理。,17, 942-949 (2019) ·doi:10.1515/phys-2019-0099
[25] 瓦纳斯,A。;Khennaoui,A.A。;格拉西,G。;Bendoukha,S.,关于分数阶离散时间系统的Q-S混沌同步:一般方法和示例,离散动态。国家社会学,2018,2950357(2018)·Zbl 1435.39003号 ·doi:10.1155/2018/2950357
[26] Khennaoui,A.A。;瓦纳斯,A。;Bendoukha,S。;格拉西,G。;王,X。;Pham,V.-T.,阶数和维数不相同的分数阶离散时间混沌系统的广义和逆广义同步,Adv.Differ。方程式,2018,303(2018)·Zbl 1448.34020号 ·doi:10.1186/s13662-018-1764-y
[27] 汤普森,J.M.T。;Stewart,H.B.,非线性动力学和混沌(2002),John Wiley&Sons·Zbl 1174.37300号
[28] Atici,F.M。;Eloe,P.W.,带nabla算子的离散分数阶微积分,电子。J.资格。理论不同。方程式Spec.Ed.I,1,1-12(2009)·Zbl 1189.39004号
[29] Abdeljawad,T.,关于Riemann和Caputo分数差,计算。数学。申请。,62, 1602-1611 (2011) ·Zbl 1228.26008号 ·doi:10.1016/j.camwa.2011.03.036
[30] Anastassiou,G.A.,时间尺度和不等式上的增量分数微积分原理,数学。计算。型号。,52, 556-566 (2010) ·Zbl 1201.26001号 ·doi:10.1016/j.mcm.2010.03.055
[31] 吴,G.C。;Baleanu,D.,离散分数映射的Lyapunov指数的雅可比矩阵算法,Commun。非线性科学。数字。模拟。,22, 95-100 (2015) ·Zbl 1329.65309号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2014.06.042
[32] Gottwald,G.A。;墨尔本,I.,确定性系统中混沌的新测试,Proc。R.Soc.伦敦。A、 460、603-611(2004)·Zbl 1042.37060号 ·doi:10.1098/rspa.2003.1183
[33] Ran,J.,新型二维分数混沌映射中的离散混沌,Adv.Differ。方程式,2018,294(2018)·Zbl 1448.37043号 ·doi:10.1186/s13662-018-1760-2
[34] Pincus,S.M.,《作为系统复杂性度量的近似熵》,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,88,2297-2301(1991)·Zbl 0756.60103号 ·doi:10.1073/pnas.88.6.2297
[35] 乔马克,J。;加里,I。;Nechvátal,L.,关于线性分数差分系统的显式稳定性条件,Fract。计算应用程序。分析。,18, 651-672 (2015) ·Zbl 1320.39004号 ·doi:10.1515/fca-2015-0040
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