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前言

对于混沌时间序列,无论是:
1.混沌不变量的计算,
2.混沌模型的建立
还是:
3.预测,
都在相空间中进行。
因此:相空间重构是混沌时间序列处理中的重要步骤。


注意:
  1. 这里的时间序列由一个确定的非线性动力系统产生

一、像空间重构是什么?

相空间重构是一种:由已知的时间序列,来恢复并刻画原动力系统的方法。

简而言之:由时间序列恢复原系统的方法

二、相空间重构的方法

最常用的方法是利用takens的延迟嵌入定理:
对于无限长,无噪声的 d ′ d^{'} d维混沌吸引子的一维标量时间序列 { x ( i ) , i = 1 , ⋯   , n } \left\{ \text{x}\left( \text{i} \right) ,\text{i}=1,\cdots ,\text{n} \right\} {x(i),i=1,,n},都可以在拓扑不变的意义下找到一个 d d d维的嵌入相空间,如果维数 d ⩾ 2 d ′ + 1 d\geqslant 2d^{'}+1 d2d+1

1.观测非线性系统,得到测量值:

{ x ( i ) , i = 1 , ⋯   , n } \left\{ \text{x}\left( \text{i} \right) ,\text{i}=1,\cdots ,\text{n} \right\} {x(i),i=1,,n}
这称做混沌序列。

  • 非线性系统不一定是混沌系统,混沌系统一定是非线性系统

2.相空间重构——参数的确定——介绍

相空间重构技术有两个关键的参数:

  • 嵌入的维数 d d d
  • 延迟时间 τ \tau τ(时滞)

由于:

  • Takens 嵌入定理只在理论上证明了嵌入维数和延迟时间的存在性,并没有给出具体的表达式;
  • 实际应用中时间序列都是有噪声的有限序列。

因此:
嵌入维数和时间延迟必须要根据实际的情况来选取合适的值。
代码如下(示例):

3.延迟时间间隔 τ \tau τ的确定

有两种方法:

  • 线性自相关函数法(自相关系数法)
  • 平均互信息法(交互信息法)

1.自相关系数法:

在这里插入图片描述
虽然:自相关函数法简便有效,但是:
它仅仅能提取时间序列的线性相关性。
在这里插入图片描述
2. 互信息法
在这里插入图片描述

4.嵌入维 d d d的确定(有的文章中记作m)

1.虚假最邻近点法
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述


总结

提示:这里对文章进行总结:
例如:以上就是今天要讲的内容,本文仅仅简单介绍了pandas的使用,而pandas提供了大量能使我们快速便捷地处理数据的函数和方法。

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