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[分形与混沌] 请教时间延迟

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发表于 2009-7-4 09:50 | 显示全部楼层 |阅读模式

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这是从yuling给出的计算时间延迟的程序,我搬到机子上运行,不出结果,不知程序错哪了?还望高手指出。
%主程序
clear all
clear all
t0=0;
tf=130;
[t,x]=ode45(@Lorenz,[t0:0.01:tf],[-1,0,1]);
Lorenz_data=x(10002:end,1);
max_d=200;
% 调用C_CMethod_inf,求tau和tw
tic
[Smean_inf,Sdeltmean_inf,Scor_inf,tau_inf,tw_inf]=C_CMethod_inf(Lorenz_data,max_d);
toc
tau_inf
tw_inf
% 相关作图
figure('name','CC法求时间延迟');
plot(1:max_d,Smean_inf,'-b');hold on;
plot(1:max_d,Sdeltmean_inf,'-*c');hold on;
plot(1:max_d,Scor_inf,'-m');hold on;
plot(1:max_d,zeros(1,max_d),'r');
title('CC法求Lorenz时间延迟');xlabel('Lag');
legend('S(t)平均值','ΔS(t)平均值','Scor');
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5
function dy = Lorenz(t,y)  %方程的定义
a=16.0;
b=4.0;
c=45.92;
dy=zeros(3,1);
dy(1)=-a*(y(1)-y(2));
dy(2)=-y(1)*y(3)+c*y(1)-y(2);
dy(3)=y(1)*y(2)-b*y(3);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5
function [Smean,Sdeltmean,Scor,tau,tw]=C_CMethod_inf(data,max_d)
% 本函数用于求延迟时间tau和时间窗口tw
% data:输入时间序列
% max_d:最大时间延迟
% Smean,Sdeltmean,Scor为返回值
% tau:计算得到的延迟时间
% tw:时间窗口
%yuling
N=length(data);     %时间序列的长度
Smean=zeros(1,max_d);    %初始化矩阵
Scmean=zeros(1,max_d);
Scor=zeros(1,max_d);
sigma=std(data);      %计算序列的标准差
% 计算Smean,Sdeltmean,Scor
for t=1:max_d
    S=zeros(4,4);
    Sdelt=zeros(1,4);
    for m=2:5
        for j=1:4
            r=sigma*j/2;
            Xdt=disjoint(data,t);        % 将时间序列data分解成t个不相交的时间序列
            s=0;
           for tau=1:t
                N_t=floor(N/t);                          % 分成的子序列长度
                Y=Xdt(:,tau);                            % 每个子序列           
               
                %计算C(1,N/t,r,t)         
                Cs1(tau)=0;
                for ii=1:N_t-1
                    for jj=ii+1:N_t
                        d1=abs(Y(ii)-Y(jj));     % 计算状态空间中每两点之间的距离,取无穷范数
                       if r>d1
                            Cs1(tau)=Cs1(tau)+1;            
                        end
                    end
                end
                Cs1(tau)=2*Cs1(tau)/(N_t*(N_t-1));
              
                Z=reconstitution(Y,N_t,m,1);             % 相空间重构
                M=N_t-(m-1);
                Cs(tau)=correlation_integral(Z,M,r); % 计算C(m,N/t,r,t)
                s=s+(Cs(tau)-Cs1(tau)^m);            % 对t个不相关的时间序列求和
           end            
           S(m-1,j)=s/tau;            
        end
        Sdelt(m-1)=max(S(m-1,:))-min(S(m-1,:));          % 差量计算
    end
    Smean(t)=mean(mean(S));                              % 计算平均值
    Sdeltmean(t)=mean(Sdelt);                            % 计算平均值
    Scor(t)=abs(Smean(t))+Sdeltmean(t);
end
% 寻找时间延迟tau:即Sdeltmean第一个极小值点对应的t
for i=2:length(Sdeltmean)-1
    if Sdeltmean(i)<SDELTMEAN(i-1)&SDELTMEAN(i)<SDELTMEAN(i+1)
         tau=i;
        break;
    end
end
% 寻找时间窗口tw:即Scor最小值对应的t
for i=1:length(Scor)
    if Scor(i)==min(Scor)
        tw=i;
        break;
    end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function C_I=correlation_integral(X,M,r)
%该函数用来计算计算关联积分
%C_I:关联积分的返回值
%X:重构的相空间矢量,是一个m*M的矩阵
%M::M是重构的m维相空间中的总点数
%r:Heaviside 函数中的搜索半径
sum_H=0;
for i=1:M-1
    for j=i+1:M
        d=norm((X(:,i)-X(:,j)),inf);%计算相空间中每两点之间的距离,其中NORM(V,inf) = max(abs(V)).
        if r>d   
        %sita=heaviside(r,d);%计算Heaviside 函数之值n
           sum_H=sum_H+1;
        end
    end
end
C_I=2*sum_H/(M*(M-1));%关联积分的值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function Data=disjoint(data,t)
% 此函数用于将时间序列分解成t个不相交的时间序列
% data:输入时间序列
% t:延迟,也是不相交时间序列的个数
% Data:返回分解后的t个不相交的时间序列
%yuling
N=length(data);   %data的长度
for i=1:t
    for j=1:(N/t)
        Data(j,i)=data(i+(j-1)*t);
    end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function Data=reconstitution(data,N,m,tau)
%该函数用来重构相空间
% m为嵌入空间维数
% tau为时间延迟
% data为输入时间序列
% N为时间序列长度
% Data为输出,是m*n维矩阵
M=N-(m-1)*tau;%相空间中点的个数
Data=zeros(m,M);
for j=1:M
  for i=1:m           %相空间重构
    %Data(i,:)=data(((i-1)*tau+1):1:((i-1)*tau+M));
    Data(i,j)=data((i-1)*tau+j);
  end
end
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 楼主| 发表于 2009-7-4 14:08 | 显示全部楼层
出结果了,yuling原来的程序里有几个小错误,修改了,可以的。呵呵
发表于 2009-7-4 15:00 | 显示全部楼层

回复 沙发 cailiang 的帖子

建议把修改后的程序在论坛上给出来,从而方便后来者,他们会感谢你的,呵呵。

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发表于 2009-7-4 21:13 | 显示全部楼层

回复 沙发 cailiang 的帖子

个人认同楼上的意见!
除此之外, 若能给出yuling原有程序的连接, 并在那亦回覆错误处更正, 那才真正方便后来者!
 楼主| 发表于 2009-7-5 12:43 | 显示全部楼层
好的,只是中间有几个大小写的错误。
程序如下,只是转载,呵呵呵。
function [Smean,Sdeltmean,Scor,tau,tw]=C_CMethod_inf(data,max_d)
% 本函数用于求延迟时间tau和时间窗口tw
% data:输入时间序列
% max_d:最大时间延迟
% Smean,Sdeltmean,Scor为返回值
% tau:计算得到的延迟时间
% tw:时间窗口
%yuling
N=length(data);     %时间序列的长度
Smean=zeros(1,max_d);    %初始化矩阵
Scmean=zeros(1,max_d);
Scor=zeros(1,max_d);
sigma=std(data);      %计算序列的标准差
% 计算Smean,Sdeltmean,Scor
for t=1:max_d
    S=zeros(4,4);
    Sdelt=zeros(1,4);
    for m=2:5
        for j=1:4
            r=sigma*j/2;
            Xdt=disjoint(data,t);        % 将时间序列data分解成t个不相交的时间序列
            s=0;
           for tau=1:t
                N_t=floor(N/t);                          % 分成的子序列长度
                Y=Xdt(:,tau);                            % 每个子序列           
               
                %计算C(1,N/t,r,t)         
                Cs1(tau)=0;
                for ii=1:N_t-1
                    for jj=ii+1:N_t
                        d1=abs(Y(ii)-Y(jj));     % 计算状态空间中每两点之间的距离,取无穷范数
                       if r>d1
                            Cs1(tau)=Cs1(tau)+1;            
                        end
                    end
                end
                Cs1(tau)=2*Cs1(tau)/(N_t*(N_t-1));
              
                Z=reconstitution(Y,N_t,m,1);             % 相空间重构
                M=N_t-(m-1);
                Cs(tau)=correlation_integral(Z,M,r); % 计算C(m,N/t,r,t)
                s=s+(Cs(tau)-Cs1(tau)^m);            % 对t个不相关的时间序列求和
           end            
           S(m-1,j)=s/tau;            
        end
        Sdelt(m-1)=max(S(m-1,:))-min(S(m-1,:));          % 差量计算
    end
    Smean(t)=mean(mean(S));                              % 计算平均值
    Sdeltmean(t)=mean(Sdelt);                            % 计算平均值
    Scor(t)=abs(Smean(t))+Sdeltmean(t);
end
% 寻找时间延迟tau:即Sdeltmean第一个极小值点对应的t
for i=2:length(Sdeltmean)-1
    if Sdeltmean(i)<Sdeltmean(i-1)&Sdeltmean(i)<Sdeltmean(i+1)
         tau=i;
        break;
    end
end
% 寻找时间窗口tw:即Scor最小值对应的t
for i=1:length(Scor)
    if Scor(i)==min(Scor)
        tw=i;
        break;
    end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function C_I=correlation_integral(X,M,r)
%该函数用来计算计算关联积分
%C_I:关联积分的返回值
%X:重构的相空间矢量,是一个m*M的矩阵
%M::M是重构的m维相空间中的总点数
%r:Heaviside 函数中的搜索半径
sum_H=0;
for i=1:M-1
    for j=i+1:M
        d=norm((X(:,i)-X(:,j)),inf);%计算相空间中每两点之间的距离,其中NORM(V,inf) = max(abs(V)).
        if r>d   
        %sita=heaviside(r,d);%计算Heaviside 函数之值n
           sum_H=sum_H+1;
        end
    end
end
C_I=2*sum_H/(M*(M-1));%关联积分的值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function Data=disjoint(data,t)
% 此函数用于将时间序列分解成t个不相交的时间序列
% data:输入时间序列
% t:延迟,也是不相交时间序列的个数
% Data:返回分解后的t个不相交的时间序列
%yuling
N=length(data);   %data的长度
for i=1:t
    for j=1:(N/t)
        Data(j,i)=data(i+(j-1)*t);
    end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
function dy = Lorenz(t,y)  %方程的定义
a=16.0;
b=4.0;
c=45.92;
dy=zeros(3,1);
dy(1)=-a*(y(1)-y(2));
dy(2)=-y(1)*y(3)+c*y(1)-y(2);
dy(3)=y(1)*y(2)-b*y(3);
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%主程序
clear all
clear all
t0=0;
tf=130;
[t,x]=ode45(@Lorenz,[t0:0.01:tf],[-1,0,1]);
Lorenz_data=x(10002:end,1);
max_d=200;
% 调用C_CMethod_inf,求tau和tw
tic
[Smean_inf,Sdeltmean_inf,Scor_inf,tau_inf,tw_inf]=C_CMethod(Lorenz_data,max_d);
toc
tau_inf
tw_inf
% 相关作图
figure('name','CC法求时间延迟');
plot(1:max_d,Smean_inf,'-b');hold on;
plot(1:max_d,Sdeltmean_inf,'-*c');hold on;
plot(1:max_d,Scor_inf,'-m');hold on;
plot(1:max_d,zeros(1,max_d),'r');
title('CC法求Lorenz时间延迟');xlabel('Lag');
legend('S(t)平均值','ΔS(t)平均值','Scor');
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%5
function Data=reconstitution(data,N,m,tau)
%该函数用来重构相空间
% m为嵌入空间维数
% tau为时间延迟
% data为输入时间序列
% N为时间序列长度
% Data为输出,是m*n维矩阵
M=N-(m-1)*tau;%相空间中点的个数
Data=zeros(m,M);
for j=1:M
  for i=1:m           %相空间重构
    %Data(i,:)=data(((i-1)*tau+1):1:((i-1)*tau+M));
    Data(i,j)=data((i-1)*tau+j);
  end
end

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