基于随机位迭代更新的数字域混沌建模新方法及其应用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61801127
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    王倩雪
  • 依托单位：
    广东工业大学
  • 学科分类：
    F0118.电路与系统
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The mathematical definitions of chaos are based on infinite precision. However, digital chaos instead of chaos with strict mathematical definition is achieved in computer and other digital devices due to finite precision effect. Some researchers have conducted in-depth research on the degeneration of dynamics characteristics in digital chaotic systems, including improving the accuracy of computation, adding external perturbation, cascading or switching two and more chaotic maps, mixing analog and digital systems, etc. These methods can improve the dynamic degradation, but more importantly, it is necessary to explore the digital domain chaotic system modeling problem to meet the mathematical definitions of chaos. This project will proposes a new method of modeling the digital chaotic system updated by random iterations. Through the iterative update mechanism controlled by random sequences, the general principles of the design of digital chaotic system updated by random iterations will be given, which will meet Devaney's definition of chaos. At the same time, the rigorous mathematical proofs will also be given. Then, its statistical properties will be checked by TESTU01 which is the most rigorous test in the world at present. Research on a new method for modeling the digital chaotic system updated by random iterations and its application have important research significance and application value for perfecting and developing chaos theory.
混沌的数学定义都是针对无限精度而言的，但计算机和数字器件均为有限精度，因而无法生成具有严格数学定义的混沌，只能在有限精度条件下实现数字域混沌。数字域混沌的动力学退化是近年来人们关注的热点课题，进行过深入研究，其中包括提高运算精度、外部扰动、多个数字混沌级联或切换控制、模数混合等，这些方法虽然能改善数字域混沌的动力学退化，但更为重要的是，需要进一步探索满足混沌定义的数字域混沌建模，才能从根本上解决问题。本项目提出随机位迭代更新的数字域混沌建模新方法，通过外部随机序列控制的单个随机位或多个随机位控制的迭代更新机制，建立随机位迭代更新的数字域混沌系统的一般设计准则，构造满足Devaney定义的数字域混沌系统，给出严格的数学证明，并且其统计特性能通过目前国际上最为严格的TESTU01测试。基于随机位迭代更新的数字域混沌建模新方法及其应用研究对于完善和发展混沌理论具有重要的研究意义和应用价值。

结项摘要

近年来，在有限状态机上产生真实可证明的混沌已经在理论和实践上取得了许多进展，本项目是该进展中的一部分，旨在完善和拓展高维数字混沌系统(HDDCS)的理论框架以及提供更多的应用实例。在本项目的研究中，首先在理论方面为HDDCS提供了Devaney混沌证明并进一步证明拓扑混合性。拓扑混合意味着在紧致空间上的Devaney混沌，但反之则不一定成立。因此，拓扑混合性证明完善和拓展了HDDCS的理论框架。然后，给出了基于回路-状态收缩算法构建HDDCS的一般设计方法，其中的未受随机序列控制的迭代函数(以下简称为迭代函数)的构建是本研究的切入点，在此基础上提出了一种通用的设计方法来解决HDDCS的构建问题，并通过若干实例来说明了该方法的有效性和可行性。在应用方面，利用本文设计的HDDCS对应的邻接矩阵构造混沌回声状态网络(ESN)对Mackey-Glass时间序列进行预测，预测精度随着网络规模和HDDCS维数的增加而提高，表明高维HDDCS比低维HDDCS具有更好的预测性能。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Three-dimensional surface profile measurement of a cylindrical surface using a multi-beam angle sensor
使用多光束角度传感器测量圆柱表面的三维表面轮廓
  • DOI：
    10.1016/j.precisioneng.2019.11.009
  • 发表时间：
    2020-03-01
  • 期刊：
    PRECISION ENGINEERING-JOURNAL OF THE INTERNATIONAL SOCIETIES FOR PRECISION ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Chen, Meiyun;Xie, Shengli;Takamasu, Kiyoshi
  • 通讯作者：
    Takamasu, Kiyoshi
云备份超混沌加密系统设计与实现
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    软件导刊
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谢蔚;谢蔚;禹思敏;禹思敏;胡波;胡波;马永发;马永发
  • 通讯作者：
    马永发
Absolute distance measurement based on spectral interferometer using the effect of the FSR of a Fabry-Perot etalon
利用法布里-珀罗标准具 FSR 效应基于光谱干涉仪的绝对距离测量
  • DOI：
    10.1016/j.optlaseng.2019.06.027
  • 发表时间：
    2019-12-01
  • 期刊：
    OPTICS AND LASERS IN ENGINEERING
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Chen, Meiyun;Xie, Shengli;Takamasu, Kiyoshi
  • 通讯作者：
    Takamasu, Kiyoshi
Spectroscopic interferometer with a large length range by rotating diffraction grating
通过旋转衍射光栅实现大长度范围的分光干涉仪
  • DOI：
    10.1364/oe.27.010554
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Chen Meiyun;Xie Shengli;Wu Heng;Takahashi Satoru;Matsumoto Hirokazu;Takamasu Kiyoshi
  • 通讯作者：
    Takamasu Kiyoshi
Constructing Higher-Dimensional Digital Chaotic Systems via Loop-State Contraction Algorithm
通过循环状态收缩算法构建高维数字混沌系统
  • DOI：
    10.1109/tcsi.2021.3091404
  • 发表时间：
    2021-09-01
  • 期刊：
    IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Wang, Qianxue;Yu, Simin;Wang, Wei
  • 通讯作者：
    Wang, Wei

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其他文献

其他文献

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王倩雪的其他基金

构建高维数字混沌系统的回路-状态收缩方法及其应用研究
  • 批准号：
  • 批准年份：
    2022
  • 资助金额：
    56 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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