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MATLAB混沌时间序列分析:C-C方法延迟嵌入维计算与预测系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB实现混沌时间序列分析,采用C-C方法自动计算最优时间延迟与嵌入维数,通过相空间重构和局部线性回归技术构建预测模型,适用于非线性动力系统的特性识别与轨迹预测。

详 情 说 明

基于C-C方法的混沌时间序列延迟与嵌入维计算及预测系统

项目介绍

本项目基于混沌理论中的C-C方法,针对非线性时间序列进行混沌特性分析。系统能够自动计算最佳时间延迟与嵌入维数,并利用相空间重构技术构建预测模型。通过识别时间序列的混沌特性,重构相空间轨迹,并采用局部线性回归或神经网络方法进行多步预测,适用于气象、金融、生物信号等领域的复杂时间序列分析与预测任务。

功能特性

  • 混沌特性分析:采用C-C方法计算关联积分与统计量,自动确定最佳时间延迟τ和嵌入维数m
  • 相空间重构:基于Takens定理实现相空间重构,提供三维可视化展示
  • 多模式预测:支持局部线性预测和神经网络预测两种算法
  • 多格式支持:支持.mat、.csv、.txt格式的单变量时间序列数据输入
  • 参数可配置:允许用户自定义时间延迟范围、嵌入维数搜索区间、邻域半径阈值等参数
  • 全面输出:提供最佳参数结果、收敛曲线、预测值、误差指标、预测对比图及混沌特性报告(含Lyapunov指数估计、关联维数等)

使用方法

  1. 数据准备:将待分析的时间序列数据保存为.mat、.csv或.txt格式文件
  2. 参数设置:根据需要调整时间延迟范围、嵌入维数搜索区间等可选参数
  3. 运行分析:执行主程序开始混沌特性分析和预测计算
  4. 结果查看:系统将自动生成最佳参数结果、可视化图表和混沌特性报告

系统要求

  • MATLAB R2018a或更高版本
  • 必要工具箱:Statistics and Machine Learning Toolbox
  • 可选工具箱:Neural Network Toolbox(如需使用神经网络预测功能)
  • 内存:至少4GB RAM(建议8GB以上处理大规模时间序列)
  • 磁盘空间:至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能,包括时间序列数据的读取与预处理、基于C-C方法的延迟时间和嵌入维数自动计算、相空间重构的三维可视化展示、局部线性回归与神经网络预测模型的构建与评估,以及最终结果报告的综合生成与输出。