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《南开大学》 2010年
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混沌理论及应用若干问题的研究

周茜  
【摘要】:间歇混沌作为通往混沌的道路之一,是混沌理论研究的重要方向。作为一门新兴的交叉学科,混沌的应用研究具有十分深远的意义。混沌在通信领域中的应用,是混沌的重要应用方向。混沌在生物信息学中的研究还处于初步阶段,在这些方面的研究工作都需要进一步开展。 本文的研究内容分三个方面,分别是"on-off"型间歇混沌系统模型的设计与分析,混沌在通信数字喷泉编码技术中的应用,生物DNA序列中的混沌特性分析,取得了一些有创新性的成果。具体工作如下: 1.提出了一种设计"on-off"型间歇混沌系统模型的新方法。构造了一类形式简单的具有驱动-响应结构的五维连续"on-off"型间歇混沌系统模型,通过计算系统的横截Lyapunov指数,找到系统出现间歇混沌的参数条件,在系统发生爆破分岔之后,观察到了具有一个层流态和两个层流态的间歇混沌,在爆破分岔的另一侧观察到了筛形吸引域现象。通过统计特性分析,证实该间歇现象是"on-off"型间歇混沌,仿真结果验证了该设计方法的可行性。通过改变耦合参数,在该类系统中观察到了超混沌-混沌-超混沌的过渡现象,通过分析发现该现象由爆破分岔引起,这一发现为此类系统中超混沌的生成提供了一条可能的途径。 2.将混沌应用到网络传输应用层的数字喷泉编码技术中,提出了基于Kent混沌映射的LT码的编解码算法。在LT码编码过程中,巧妙利用混沌序列的随机性和遍历性的特性来满足对随机的要求,为每个编码包选择了度值和邻居。把以这种方式实现的LT码的性能和用C语言的标准随机数发生器实现的LT码的性能作了比较,仿真结果表明利用混沌随机性实现的LT码的性能要更好。为了提高LT码的性能,提出了一种改进的LT码的Robust Soliton度分布,并将其性能与原Robust Soliton分布和一种优化的度分布的性能进行比较。仿真结果表明这种改进的Robust Soliton分布具有与原Robust Soliton分布相当的解码效率,并且能够极大地减少解码所需的运算。 3.对古细菌、细菌、植物和动物四类生物的DNA序列的偏差谱的混沌特性进行了研究。每类生物选取了两个代表性物种的DNA序列作为样本。用连续小波变换对DNA序列进行去噪处理,然后用非线性时间序列的相空间重构法对这些样本的DNA序列偏差谱进行了分析,并计算了偏差谱的关联维数和最大李雅普诺夫指数。研究发现这些DNA序列的AT和GC偏差谱都呈现出相似的低维混沌的行为特征,从而这一混沌现象可能存在于所有生物的DNA序列中,这一发现有利于进一步理解DNA的复制和调控过程。
【学位授予单位】:南开大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O415.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 高雪;张兴会;陈增强;;基于一维Markov映射的LT编解码研究[J];计算机工程;2011年23期
3 祁俊;赵慧雅;李明;;基于双混沌映射改进的人工鱼群算法[J];计算机应用与软件;2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 祁俊;人脸识别中特征提取与选择算法的研究[D];兰州理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 林谦;;分子生物学教学改革探索[J];安徽农学通报(上半月刊);2011年13期
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5 金丽虹;申炳俊;刘俊华;赵新乐;李景梅;田坚;;532nm激光辐照对白菜幼苗维生素C含量的影响[J];安徽农业科学;2010年03期
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10 夏秀文;叶林凤;张新琴;;纳米化锆合金腐蚀机理的分形研究[J];兵器材料科学与工程;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 陈增强;周茜;;KENT混沌映射在数字喷泉编码技术中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
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9 胡磊力;;航空仿真中的随机数产生方法[A];图像 仿真 信息技术——第二届联合学术会议论文集[C];2002年
10 傅太柏;;环境法调整人与人及自然关系的熵分析[A];水资源可持续利用与水生态环境保护的法律问题研究——2008年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 赖晓芳;中国对虾应答WSSV侵染相关基因的研究[D];中国海洋大学;2010年
4 曾卫军;拟南芥(Arabidopsis thaliana)受胁迫因子诱导激活启动子的筛选及其应用研究[D];华东师范大学;2011年
5 王栋;随机与混沌神经放电节律的时间序列分析[D];陕西师范大学;2010年
6 胡爱花;混沌同步的有关问题研究[D];江南大学;2010年
7 佟吉钢;高性能嵌入式系统技术及应用的若干问题研究[D];南开大学;2010年
8 高山;蛋白质点突变效果预测与突变数据库研究[D];南开大学;2010年
9 吴文娟;复杂混沌系统的存在性及动力学特性分析[D];南开大学;2010年
10 徐旭林;社会群体行为建模及其动力学分析[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈龚莉;不同居群栝楼分子遗传多样性及生物碱分析[D];华中农业大学;2010年
2 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
3 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
4 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
5 张艳萍;蛋白质序列的数学描述及其应用[D];浙江理工大学;2010年
6 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
7 许红珍;不确定混沌系统同步方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 陈海艳;分数阶混沌系统的同步控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 高萌;复杂神经元网络的同步问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄诚;易本顺;;喷泉码的Logistic映射实现[J];北京邮电大学学报;2009年01期
2 张祥德;张大为;唐青松;陆小军;;仿生算法与主成分分析相融合的人脸识别方法[J];东北大学学报(自然科学版);2009年07期
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4 李晓磊,钱积新;基于分解协调的人工鱼群优化算法研究[J];电路与系统学报;2003年01期
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7 曲良东;何登旭;;一种混沌人工鱼群优化算法[J];计算机工程与应用;2010年22期
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9 王联国;洪毅;赵付青;余冬梅;;一种改进的人工鱼群算法[J];计算机工程;2008年19期
10 张冀;高宏峰;师春灵;;LT码编译的改进方法[J];计算机工程;2010年11期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴文娟;复杂混沌系统的存在性及动力学特性分析[D];南开大学;2010年
2 陈伏兵;人脸识别中鉴别特征抽取若干方法研究[D];南京理工大学;2006年
3 赵武锋;人脸识别中特征提取方法的研究[D];浙江大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李擎,郑德玲,杨林浩;基于模糊遗传算法的混沌同步控制算法[J];北京科技大学学报;2001年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘玉怀,王胜远,高闽光,路轶群;声光双稳系统中的混沌调制效应[J];物理学报;1999年05期
2 樊桂花;张廷华;孙华燕;;混沌振子微弱信号检测的噪声影响研究[J];科技信息;2010年15期
3 季进臣,陈予恕,叶敏,张文德,郎作贵;参激屈曲梁的倍周期分岔和混沌运动的实验研究[J];实验力学;1997年02期
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6 陈增强;周茜;袁著祉;;基于Kent映射的数字喷泉编解码方法研究[J];系统科学与数学;2011年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 徐艳春;杨春玲;瞿晓东;;基于混沌振子的微弱信号检测技术研究[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(二)[C];2007年
2 张淑清;史月华;徐红;崔东艳;;混沌弱信号检测法在超声检漏系统中的应用[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
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4 陈增强;周茜;;KENT混沌映射在数字喷泉编码技术中的应用[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 周茜;混沌理论及应用若干问题的研究[D];南开大学;2010年
2 吴文娟;复杂混沌系统的存在性及动力学特性分析[D];南开大学;2010年
3 梁俊斌;无线传感网中低能耗数据收集协议研究[D];中南大学;2010年
4 王诗兵;高阶开关功率变换器中的非线性动力学行为及其控制研究[D];安徽大学;2010年
5 王艳;基于MEMS加工工艺的复杂结构微通道散热器研究[D];上海交通大学;2009年
6 范忠瑶;风力机定常与非定常气动问题的数值模拟研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘立;基于混沌理论的微弱信号检测方法研究[D];华北电力大学(河北);2006年
2 李隽;基于超声波及虚拟仪器的油罐液位检测系统研究[D];燕山大学;2006年
3 庄艳丽;基于混沌振子的微弱信号检测方法研究[D];电子科技大学;2006年
4 戴冲;基于小波和混沌的微弱信号检测[D];西南交通大学;2008年
5 章新城;LT码结合差分调制的仿真研究[D];电子科技大学;2009年
6 赵香琴;喷泉码及其在协作通信系统中的应用研究[D];西南交通大学;2009年
7 周阳;基于数字喷泉码的研究及其应用[D];北京邮电大学;2010年
8 温明才;Raptor码在视频通信中的应用研究[D];南京邮电大学;2011年
9 杨杰;分布式喷泉码的应用研究[D];浙江大学;2012年
10 吕思达;喷泉码的可靠传输及其与网络编码融合的应用研究[D];浙江大学;2011年
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