Advanced algorithms for the analysis of data sequences in Matlab

Cílem této práce je se seznámení s možnostmi programu Matlab z hlediska detailní analýzy deterministických dynamických systémů. Jedná se především o analýzu časové posloupnosti a o nalezení Lyapunových exponentů. Dalším cílem je navrhnout algoritmus umožňující specifikovat chování systému na základě znalosti příslušných diferenciálních rovnic. To znamená, nalezení chaotických systémů.This work aims to familiarize with the possibilities of Matlab in terms of detailed analysis of deterministic dynamical systems. This is essentially a analysis of time series and finding Lyapunov exponents. Another objective is to design an algorithm allowing to specify the system behavior based on knowledge of the relevant differential equations. That means finding chaotic systems.

Algorithms for computation of the dimensions of state space attractors

Geometrie chaotických atraktorů může mnohdy být komplexní a složitá k popisu bez matematických nástrojů. Hlavním předmětem této práce je vytvoření programu pro výpočet dimenzí stavových atraktorů. Pomocí něj dokonce můžeme zjistit, za je velmi systém citlivý na počáteční podmínky. Nejdříve musíme numericky integrovat daný systém diferenciálních rovnic, dále musíme vytvořit datovou posloupnost ze které můžeme určit kapacitu nebo Kaplan-Yorkeho dimenzi. Hlavním cílem programu je analyzovat a rozpoznat chaotické chování systémů a srovnat dosažené výsledky početního systému s teoretickými předpoklady.The geometry of chaotic attractors can be complex and difficult to describe without some mathematical tool. The topic of this contribution is the realization of program for computing the dimensions of state space attractors. We can also find out if the system is highly sensitive to initial conditions. First we need to numerically integrate system of equations, create a data set and finally we can estimate the capacity or Kaplan-Yorke dimension. The main objective of derived program is to analyze and determine chaotic behavior providing a chance to discuss the accuracy of computation engine and theoretical value.

A Survey on the Use of Deep Learning Techniques for UAV Jamming and Deception

Unmanned aerial vehicles (UAVs) can be used for a variety of illegal activities (e.g., industrial espionage, smuggling, terrorism). Given their growing popularity and availability, and advances in communications technology, more sophisticated ways to disable these vehicles must be sought. Various forms of jamming are used to disable drones, but more advanced techniques such as deception and UAV takeover are considerably difficult to implement, and there is a large research gap in this area., Currently, machine and deep learning techniques are popular and are also used in various drone-related applications. HOwever, no detailed research has been conducted so far on the use of these techniques for jamming and deception of UAVs. This paper focuses on exploring the current techniques in the are of jamming and deception. A survey on the use of machine or deep learning specifically in UAV-related applicsations is also conducted. The paper provides insight into the issues described and encourages more detailed research in this area

Digitally-Compensated Wideband 60 GHz Test-Bed for Power Amplifier Predistortion Experiments

Millimeter waves will play an important role in communication systems in the near future. On the one hand, the bandwidths available at millimeter-wave frequencies allow for elevated data rates, but on the other hand, the wide bandwidth accentuates the effects of wireless front-end impairments on transmitted waveforms and makes their compensation more difficult. Research into front-end impairment compensation in millimeter-wave frequency bands is currently being carried out, mainly using expensive laboratory setups consisting of universal signal generators, spectral analyzers and high-speed oscilloscopes. This paper presents a detailed description of an in-house built MATLAB-controlled 60 GHz measurement test-bed developed using relatively inexpensive hardware components that are available on the market and equipped with digital compensation for the most critical front-end impairments, including the digital predistortion of the power amplifier. It also demonstrates the potential of digital predistortion linearization on two distinct 60 GHz power amplifiers: one integrated in a direct-conversion transceiver and an external one with 24 dBm output power

Nanoelectronic COupled problems solutions - nanoCOPS: modelling, multirate, model order reduction, uncertainty quantification, fast fault simulation

The FP7 project nanoCOPS derives new methods for simulation during development of designs of integrated products. It covers advanced simulation techniques for electromagnetics with feedback couplings to electronic circuits, heat and stress. It is inspired by interest from semiconductor industry and by a simulation tool vendor in electronic design automation. The project is on-going and the paper presents the outcomes achieved after the first half of the project duration

Nový chaotický dynamický systém s kuželosečkovým rovnovžným stavem umístěným v rovině

This paper presents a new autonomous deterministic dynamical system with equilibrium degenerated into a plane-oriented hyperbolic geometrical structure. It is demonstrated via numerical analysis and laboratory experiments that the discovered system has both a structurally stable strange attractor and experimentally measurable chaotic behavior. It is shown that the evolution of complex dynamics can be associated with a single parameter of a mathematical model and, due to one-to-one correspondence, to a single circuit parameter. Two-dimensional high resolution plots of the largest Lyapunov exponent and basins of attraction expressed in terms of final state energy are calculated and put into the context of the discovered third-order mathematical model and real chaotic oscillator. Both voltage- and current-mode analog chaotic oscillators are presented and verified by visualization of the typical chaotic attractor in a different fashion.Tento článek přináší nový autonomní deterministický dynamicný systém s rovnovážným stavem zdeformovaným do rovinně orientované hyperbolické geometrické struktury. Prostřednictvím numerické analzy a laboratorních experimentů je ukázáno, že objevený systém má jak strukturálně stabilní podivn atraktor, tak také experimentálně měřitelné chaotické chování. Tímto je dokázáno, že evoluce složitého dynamického chování může být spojena s jediným parametrem matematického modelu a tím také, vzhledem k jednoznačné korespondenci mezi parametrem modelu a obvodu, jediným paramerem oscilátoru. Dvourozměrné grafy největšího Lyapunovského exponentu s vysokým rozlišením a oblasti přitažlivosti vyjádřené konečnou energií systému jsou vypočteny a vloženy do kontextu matematického modelu třetího řádu i reálného oscilátoru. Prezentovány jsou analogové realizace chaotického oscilátoru pracující v napěťovém i proudovém režimu a jejich správná funkce je verifikována

Nová třída chaotických systémů s kruhovým ekvilibriem

This paper brings a new mathematical model of the third-order autonomous deterministic dynamical system with associated chaotic motion. Its unique property lies in the existence of circular equilibrium which was not, by referring to the best knowledge of the authors, so far reported. Both mathematical analysis and circuitry implementation of the corresponding differential equations are presented. It is shown that discovered system provides a structurally stable strange attractor which fulfills fractal dimensionality and geometrical density and is bounded into a finite state space volume.Článek přináší nový matematický model nelineárního autonomního systému s cirkulárním ekvilibriem. Celý systém je matematicky analyzován, poté je prezentováno obvodové zapojení jako důkaz strukturální stability včetně měření

Dynamické chatické trajektorie v systému třetího řádu se skokovou funkcí

This contribution brings a deep and detailed study of the dynamical behavior associated with nonlinear oscillator described by a single third-order differential equation with scalar jump nonlinearity. The relative primitive geometry of the vector field allows making an exhaustive numerical analysis of its possible solutions, visualizations of the invariant manifolds and basins of attraction as well as proving the existence of chaotic motion by using the concept of both Shilnikov theorems. The aim of this paper is also to complete, carry out and link the previous works on simple Newtonian dynamics and answer the question how individual types of the phenomenon evolve with time via understandable notes.Tento příspěvek přináší podrobnou studii dynamického chování spojené s nelineárním oscilátorem popsaným systémem třetího řádu se skokovou skalární nelinearitou

Chaotický oscilátor s fracmemristorem a vlastnostmi vícestability a antimonotonicity

Memristor is a non-linear circuit element in which voltage-current relationship is determined by the previous values of the voltage and current, generally the history of the circuit. The nonlinearity in this component can be considered as a fractional-order form, which yields a fractional memristor (fracmemristor). In this paper, a fractional-order memristor in a chaotic oscillator is applied, while the other electronic elements are of integer order. The fractional-order range is determined in a way that the circuit has chaotic solutions. Also, the statistical and dynamical features of this circuit are analyzed. Tools like Lyapunov exponents and bifurcation diagram show the existence of multistability and antimonotonicity, two less common properties in chaotic circuits.Memristor je nelineární obvodový prvek, u kterého je relace napětí-proud dána předchozími hodnotami napětí a proudu, tedy historií obvodu. Nelinearita v této součástce může být uvažována necelistvého řádu, čímž dostáváme fraktální memristor (fracmemristor). V tomto článku je memristor fraktálního řádz zapojen v chaotickém oscilátoru, zatímco ostatní obvodové prvky jsou celistvého řádu. Rozsah fraktálního řádu je určen tím, aby obvod vykazoval chaotické řešení. Analyzovány jsou statistické a dynamické vlastnosti obvodu. Nástroje jako Ljapunovské exponenty a bifurkační diagram ukazuje existenci vícestability a antimonotonicity, tedy dvě méně běžné vlastnosti chaoticých systémů