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[稳定性与分岔] 有没有随着参数变化的LYapunov指数谱的程序.

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发表于 2008-6-2 18:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

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有没有随着参数变化的LYapunov指数谱的程序?
各位提供一下,我现在做分岔方面的文章,程序自己都不会编写.谢谢高人赐教

本帖被以下淘专辑推荐:

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发表于 2008-6-3 11:13 | 显示全部楼层
我也想学习一下这样的程序,借LZ再求一下
发表于 2008-6-4 20:35 | 显示全部楼层
我也想了解一下随参数变化的le指数的求法的问题,请高手指点啊
发表于 2010-10-16 11:07 | 显示全部楼层
回复 baofeng 的帖子

我也想知道
发表于 2010-10-20 10:17 | 显示全部楼层

随参数变化的LYapunov指数谱的程序是个什么概念呢?
发表于 2010-11-23 20:09 | 显示全部楼层
我也想知道,高手在哪里?
发表于 2010-11-23 20:20 | 显示全部楼层
论坛其实有类似的帖子,搜索Lyapunov

另外,这应该不难,只要加一个循环就可以实现了。
发表于 2010-11-25 09:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 gghhjj 于 2010-11-25 09:43 编辑

http://forum.vibunion.com/thread-24201-1-1.html
四年前发表的
有些程序被改成连接了
发表于 2010-12-7 14:07 | 显示全部楼层
回复 8 # octopussheng 的帖子

我加了循环,但是结果好奇怪,能否帮我看下哪里出问题了啊?
下面是没有加循环的程序:
% Chapter 13 - Three-Dimensional Autonomous Systems and Chaos.
% Programs_13d - Lyapunov exponents of the Lorenz system.
% Copyright Birkhauser 2004. Stephen Lynch.

% Special thanks to Vasiliy Govorukhin for allowing me to use his M-files.
% For continuous and discrete systems see the Lyapunov Exponents Toolbox of
% Steve Siu at the mathworks/matlabcentral/fileexchange.

% Reference.
% A. Wolf, J. B. Swift, H. L. Swinney, and J. A. Vastano, "Determining Lyapunov Exponents from a Time Series," Physica D,
% Vol. 16, pp. 285-317, 1985.
% You must read the above paper to understand how the program works.

% Lyapunov exponents for the Lorenz system below are:
% L_1 = 0.9022, L_2 = 0.0003, L_3 = -14.5691 when tend=10,000.

function [Texp,Lexp]=lyapunovTest(n,rhs_ext_fcn,fcn_integrator,tstart,stept,tend,ystart,ioutp);
global SIGMA;
n=3;rhs_ext_fcn=@lorenz_ext;fcn_integrator=@ode45; %@ 获得函数的句柄,通过句柄执行函数或求值
tstart=0;
stept=0.5;
tend=5;
ystart=[1 1 1];ioutp=10;
n1=n; n2=n1*(n1+1);    %n=3,n1=3,n2=12

%  Number of steps.
nit = round((tend-tstart)/stept);   %round将小数化为最近的整数

% Memory allocation.
y=zeros(n2,1); cum=zeros(n1,1); y0=y;   %y 12x1,cum 3x1,gsc 3x1,znorm 3x1
gsc=cum; znorm=cum;

% Initial values.
y(1:n)=ystart(:);    %y=12x1维,y=[1;1;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0]

for i=1:n1 y((n1+1)*i)=1.0; end;  %y=[1;1;1;1;0;0;0;1;0;0;0;1]

t=tstart;  %t=0

% Main loop.
    for ttt = 0:0.5:300
        SIGMA = ttt;
         for ITERLYAP=1:nit  %nit number of steps
        % Solutuion of extended ODE system.
          [T,Y] = feval(fcn_integrator,rhs_ext_fcn,[t t+stept],y);  %feval函数,通过函数句柄,执行函数或求得函数的值

          t=t+stept;
          y=Y(size(Y,1),:);

           for i=1:n1
              for j=1:n1 y0(n1*i+j)=y(n1*j+i); end;
           end;


        % Construct new orthonormal basis by Gram-Schmidt.

          znorm(1)=0.0;
          for j=1:n1 znorm(1)=znorm(1)+y0(n1*j+1)^2; end;

          znorm(1)=sqrt(znorm(1));

          for j=1:n1 y0(n1*j+1)=y0(n1*j+1)/znorm(1); end;

          for j=2:n1
              for k=1:(j-1)
                  gsc(k)=0.0;
                  for l=1:n1 gsc(k)=gsc(k)+y0(n1*l+j)*y0(n1*l+k); end;
              end;

              for k=1:n1
                  for l=1:(j-1)
                      y0(n1*k+j)=y0(n1*k+j)-gsc(l)*y0(n1*k+l);
                  end;
              end;

              znorm(j)=0.0;
              for k=1:n1 znorm(j)=znorm(j)+y0(n1*k+j)^2; end;
              znorm(j)=sqrt(znorm(j));

              for k=1:n1 y0(n1*k+j)=y0(n1*k+j)/znorm(j); end;
          end;

        %  Update running vector magnitudes.

          for k=1:n1 cum(k)=cum(k)+log(znorm(k)); end;

        %  Normalize exponent.

          for k=1:n1
              lp(k)=cum(k)/(t-tstart);
          end;

        % Output modification.

          if ITERLYAP==1
             Lexp=lp;
             Texp=t;
          else
             Lexp=[Lexp; lp];
             Texp=[Texp; t];
          end;

          for i=1:n1
              for j=1:n1
                  y(n1*j+i)=y0(n1*i+j);
              end;
          end;

         end;
%Lexp=abs(Lexp);
%Lexp=log(Lexp);
Lexp=sum(Lexp)/nit;
plot(ttt,Lexp);
%title('Dynamics of Lyapunov Exponents');
%text(235,1.5,'\lambda_1=','Fontsize',10);
%text(250,1.5,str1);
%text(235,-1,'\lambda_2=','Fontsize',10);
%text(250,-1,str2);
%text(235,-13.8,'\lambda_3=','Fontsize',10);
%text(250,-13.8,str3);
%xlabel('Time'); ylabel('Lyapunov Exponents');
hold on
end ;
%Texp2 = 9:0.01:11;
% Show the Lyapunov exponent values on the graph.
%str1=num2str(Lexp(nit,1));str2=num2str(Lexp(nit,2));str3=num2str(Lexp(nit,3));
%plot(ttt,Lexp);
%title('Dynamics of Lyapunov Exponents');
%text(235,1.5,'\lambda_1=','Fontsize',10);
%text(250,1.5,str1);
%text(235,-1,'\lambda_2=','Fontsize',10);
%text(250,-1,str2);
%text(235,-13.8,'\lambda_3=','Fontsize',10);
%text(250,-13.8,str3);
%xlabel('Time'); ylabel('Lyapunov Exponents');
%hold on
% End of plot

function f=lorenz_ext(t,X);
%
% Values of parameters.
%SIGMA = 10;
%SIGMA = SIGMA2;
global SIGMA;
R = 28; BETA = 8/3;

x=X(1); y=X(2); z=X(3);

Y= [X(4), X(7), X(10);
    X(5), X(8), X(11);
    X(6), X(9), X(12)];

f=zeros(9,1);

%Lorenz equation.
f(1)=SIGMA*(y-x);
f(2)=-x*z+R*x-y;
f(3)=x*y-BETA*z;

%Linearized system.
Jac=[-SIGMA, SIGMA,     0;
         R-z,    -1,    -x;
           y,     x, -BETA];
  
%Variational equation.   
f(4:12)=Jac*Y;


%Output data must be a column vector.

% End of Programs_13d.


发表于 2010-12-7 14:09 | 显示全部楼层
回复 8 # octopussheng 的帖子

这里是我加了一个循环,想求lyapunov指数随参数变化的程序,看了好几天,就是不知道哪里出问题了
% Chapter 13 - Three-Dimensional Autonomous Systems and Chaos.
% Programs_13d - Lyapunov exponents of the Lorenz system.
% Copyright Birkhauser 2004. Stephen Lynch.

% Special thanks to Vasiliy Govorukhin for allowing me to use his M-files.
% For continuous and discrete systems see the Lyapunov Exponents Toolbox of
% Steve Siu at the mathworks/matlabcentral/fileexchange.

% Reference.
% A. Wolf, J. B. Swift, H. L. Swinney, and J. A. Vastano, "Determining Lyapunov Exponents from a Time Series," Physica D,
% Vol. 16, pp. 285-317, 1985.
% You must read the above paper to understand how the program works.

% Lyapunov exponents for the Lorenz system below are:
% L_1 = 0.9022, L_2 = 0.0003, L_3 = -14.5691 when tend=10,000.

function [Texp,Lexp]=lyapunovTest(n,rhs_ext_fcn,fcn_integrator,tstart,stept,tend,ystart,ioutp);
global SIGMA;
n=3;rhs_ext_fcn=@lorenz_ext;fcn_integrator=@ode45; %@ 获得函数的句柄,通过句柄执行函数或求值
tstart=0;
stept=0.5;
tend=5;
ystart=[1 1 1];ioutp=10;
n1=n; n2=n1*(n1+1);    %n=3,n1=3,n2=12

%  Number of steps.
nit = round((tend-tstart)/stept);   %round将小数化为最近的整数

% Memory allocation.
y=zeros(n2,1); cum=zeros(n1,1); y0=y;   %y 12x1,cum 3x1,gsc 3x1,znorm 3x1
gsc=cum; znorm=cum;

% Initial values.
y(1:n)=ystart(:);    %y=12x1维,y=[1;1;1;0;0;0;0;0;0;0;0;0]

for i=1:n1 y((n1+1)*i)=1.0; end;  %y=[1;1;1;1;0;0;0;1;0;0;0;1]

t=tstart;  %t=0

% Main loop.
    for ttt = 0:0.5:300
        SIGMA = ttt;
         for ITERLYAP=1:nit  %nit number of steps
        % Solutuion of extended ODE system.
          [T,Y] = feval(fcn_integrator,rhs_ext_fcn,[t t+stept],y);  %feval函数,通过函数句柄,执行函数或求得函数的值

          t=t+stept;
          y=Y(size(Y,1),:);

           for i=1:n1
              for j=1:n1 y0(n1*i+j)=y(n1*j+i); end;
           end;


        % Construct new orthonormal basis by Gram-Schmidt.

          znorm(1)=0.0;
          for j=1:n1 znorm(1)=znorm(1)+y0(n1*j+1)^2; end;

          znorm(1)=sqrt(znorm(1));

          for j=1:n1 y0(n1*j+1)=y0(n1*j+1)/znorm(1); end;

          for j=2:n1
              for k=1:(j-1)
                  gsc(k)=0.0;
                  for l=1:n1 gsc(k)=gsc(k)+y0(n1*l+j)*y0(n1*l+k); end;
              end;

              for k=1:n1
                  for l=1:(j-1)
                      y0(n1*k+j)=y0(n1*k+j)-gsc(l)*y0(n1*k+l);
                  end;
              end;

              znorm(j)=0.0;
              for k=1:n1 znorm(j)=znorm(j)+y0(n1*k+j)^2; end;
              znorm(j)=sqrt(znorm(j));

              for k=1:n1 y0(n1*k+j)=y0(n1*k+j)/znorm(j); end;
          end;

        %  Update running vector magnitudes.

          for k=1:n1 cum(k)=cum(k)+log(znorm(k)); end;

        %  Normalize exponent.

          for k=1:n1
              lp(k)=cum(k)/(t-tstart);
          end;

        % Output modification.

          if ITERLYAP==1
             Lexp=lp;
             Texp=t;
          else
             Lexp=[Lexp; lp];
             Texp=[Texp; t];
          end;

          for i=1:n1
              for j=1:n1
                  y(n1*j+i)=y0(n1*i+j);
              end;
          end;

         end;
%Lexp=abs(Lexp);
%Lexp=log(Lexp);
Lexp=sum(Lexp)/nit;
plot(ttt,Lexp);
%title('Dynamics of Lyapunov Exponents');
%text(235,1.5,'\lambda_1=','Fontsize',10);
%text(250,1.5,str1);
%text(235,-1,'\lambda_2=','Fontsize',10);
%text(250,-1,str2);
%text(235,-13.8,'\lambda_3=','Fontsize',10);
%text(250,-13.8,str3);
%xlabel('Time'); ylabel('Lyapunov Exponents');
hold on
end ;
%Texp2 = 9:0.01:11;
% Show the Lyapunov exponent values on the graph.
%str1=num2str(Lexp(nit,1));str2=num2str(Lexp(nit,2));str3=num2str(Lexp(nit,3));
%plot(ttt,Lexp);
%title('Dynamics of Lyapunov Exponents');
%text(235,1.5,'\lambda_1=','Fontsize',10);
%text(250,1.5,str1);
%text(235,-1,'\lambda_2=','Fontsize',10);
%text(250,-1,str2);
%text(235,-13.8,'\lambda_3=','Fontsize',10);
%text(250,-13.8,str3);
%xlabel('Time'); ylabel('Lyapunov Exponents');
%hold on
% End of plot

function f=lorenz_ext(t,X);
%
% Values of parameters.
%SIGMA = 10;
%SIGMA = SIGMA2;
global SIGMA;
R = 28; BETA = 8/3;

x=X(1); y=X(2); z=X(3);

Y= [X(4), X(7), X(10);
    X(5), X(8), X(11);
    X(6), X(9), X(12)];

f=zeros(9,1);

%Lorenz equation.
f(1)=SIGMA*(y-x);
f(2)=-x*z+R*x-y;
f(3)=x*y-BETA*z;

%Linearized system.
Jac=[-SIGMA, SIGMA,     0;
         R-z,    -1,    -x;
           y,     x, -BETA];
  
%Variational equation.   
f(4:12)=Jac*Y;


%Output data must be a column vector.

% End of Programs_13d.


发表于 2010-12-7 19:16 | 显示全部楼层
你把循环加在“lyapunovTest”这个函数里面了?
发表于 2010-12-13 11:21 | 显示全部楼层
回复 12 # octopussheng 的帖子

是的,加在这里不对么?
发表于 2010-12-13 11:35 | 显示全部楼层
应该在调用lyapunovTest函数的时候,加上循环
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