wolf法计算最大李雅普诺夫指数

基于Wolf方法计算最大李雅普诺夫指数（LE）的MATLAB程序示例。参考https://wenku.csdn.net/answer/52amwy3tw9

该方法适用于时间序列数据，通过追踪相邻轨迹之间的距离变化来计算最大LE。

MATLAB程序代码

matlab 复制代码

function maxLE = wolf_method(timeSeries, tau, embedDim, deltaT)
    % 参数说明：
    % timeSeries: 时间序列数据，列向量
    % tau: 延迟时间
    % embedDim: 嵌入维度
    % deltaT: 时间步长

    % 重构相空间
    n = length(timeSeries);
    m = floor((n - (embedDim - 1) * tau) / deltaT);
    data = zeros(embedDim, m);
    for i = 1:m
        for j = 1:embedDim
            data(j, i) = timeSeries((i - 1) * deltaT + (j - 1) * tau + 1);
        end
    end

    % 初始化变量
    sumLogDist = 0;
    numPairs = 0;

    % 计算最大李雅普诺夫指数
    for i = 1:m
        % 找到最近邻点
        minDist = inf;
        nearestIndex = -1;
        for j = 1:m
            if i ~= j
                dist = norm(data(:, i) - data(:, j));
                if dist < minDist
                    minDist = dist;
                    nearestIndex = j;
                end
            end
        end

        % 计算距离变化
        if nearestIndex ~= -1
            distAfterDeltaT = norm(data(:, i + 1) - data(:, nearestIndex + 1));
            if distAfterDeltaT > 0
                sumLogDist = sumLogDist + log(distAfterDeltaT / minDist);
                numPairs = numPairs + 1;
            end
        end
    end

    % 计算最大李雅普诺夫指数
    if numPairs > 0
        maxLE = sumLogDist / (numPairs * deltaT);
    else
        maxLE = NaN;
    end
end

使用示例

代码 wolf法计算最大李雅普诺夫指数

假设你有一个时间序列数据timeSeries，延迟时间tau=10，嵌入维度embedDim=3，时间步长deltaT=1，可以这样调用函数：

matlab 复制代码

timeSeries = rand(1000, 1); % 示例时间序列数据
tau = 10;
embedDim = 3;
deltaT = 1;
maxLE = wolf_method(timeSeries, tau, embedDim, deltaT);
disp(['最大李雅普诺夫指数: ', num2str(maxLE)]);

程序说明

相空间重构：根据时间序列、延迟时间和嵌入维度重构相空间。
最近邻点搜索：对于每个点，找到其最近邻点。
距离变化计算：计算相邻轨迹之间的距离变化。
最大李雅普诺夫指数计算：通过距离变化的对数平均值计算最大LE。

该程序适用于分析时间序列数据的混沌特性，最大LE大于零通常指示系统存在混沌