蔡氏电路方程的离散化与数字电路实现*

本文提出了一种蔡氏电路方程的数字电路实现方法。利用欧拉算法、改进型欧拉算法和四阶龙格-库塔算法进行离散化近似处理,分别得到了一般混沌系统的离散迭代模型,由此导出了蔡氏电路方程在不同近似精度下的离散迭代模型。基于微控制器实现的混沌系统嵌入式数字集成平台,生成了所期望的蔡氏混沌信号,并比较了基于不同算法的蔡氏电路方程的数字电路实现的性能。数值仿真和数字电路实验结果与蔡氏混沌电路结果一致,验证了本文数字电路实现方法的可行性。     

可调频率文氏桥振荡电路的研究与实现

对文氏桥振荡电路进行研究,在基本电路基础上增加两个稳压管2CW53,增加稳定性。振荡电路中运算放大器采用4运放的LM358芯片,同时这个电路可以产生方波和三角波,非常实用。通过改变文氏桥振荡电路的电阻和电容,可以调节电路频率,从而实现可调频率文氏桥振荡电路的频率可调整。     

基于虚拟仪器统一混沌系统的研究及其电路实现

分析了统一混沌系统动力学特性,设计了基于虚拟仪器统一混沌系统的软件系统,并给出了基于虚拟仪器技术实验系统的拓扑结构,并进行了硬件实验电路以及相关的电路实验研究。证实了基于虚拟仪器技术为研究非线性系统提供了可行的方案,利用此方案进行实验,结果证明此实验系统具有良好的实验效果,与传统的自治混沌系统相比,此系统具有参数调节方便、易实现、可靠性高,实时性好等优点。     

DC-DC功率变换器中非线性现象的仿真研究

DC-DC开关变换器中蕴涵着丰富的非线性现象,混沌与分岔在变换器中存在着一定的产生机理和表现形式.对两种基本拓扑结构DC-DC变换器Boost、Buck的非线性现象进行了仿真研究,建立了两种变换器的离散迭代映射模型和精确开关模型,经过数字仿真,验证了存在于DC-DC变换器中的分岔和混沌现象.对闭环控制Boost变换器,深入分析了采用离散迭代模型和精确开关模型后仿真结果的差异及原因.所采用的数值仿真方法为DC-DC变换器的电路参数优化提供了理论工具.     

降压式DC-DC变换器混沌控制的仿真研究

对PWM型降压式DC—DC变换器的混沌控制机理进行研究，建立了DC—DC变换器的混沌控制法的MATLAB仿真模型，仿真模型是在采样数据法仿真模型的基础上增加了离散时间反馈控制环节，利用离散时间反馈控制法中的参考信号补偿控制，达到控制混沌的目的，通过控制前后的仿真结果比较可以看出，在增加了混沌控制环节之后，获得了满意的控制效果，实现了对不稳定周期-1轨道的稳定，降低了输出电压的纹波幅值，提高了输入电压的工作范围，控制了变换器中的混沌。     

改进型广义Lorenz系统的微控制器电路实现

针对用模拟电路实现的混沌系统存在参数离散性大、调试复杂、电路通用性差等缺点,在综合改进型广义Lorenz系统及其折叠吸引子特性的基础上,提出基于微控制器数字电路设计与实现三维改进型广义Lorenz系统.采用Euler算法对改进型广义Lorenz系统的连续状态方程进行了离散化处理,建立了适合微控制器实现的运行算法,通过软件编程获得了数字电路实验输出.实验结果与数值仿真结果完全一致,表明了基于微控制器数字电路实现混沌系统的可行性,生成的数字混沌系统具有较好的通用性、软件可移植性,该设计思路可推广到一般的或高维的混沌系统电路的设计与实现.     

数字实现混沌系统的建模、仿真与实验

为提高混沌信号源的稳定性和精确性,提出了数字实现混沌系统的方法.在综合新提出的三维混沌系统和四维超混沌系统的基础上,通过将它们的微分方程转化为积分方程,采用离散化累积运算方法,建立了基于数字实现的离散模型.在Matlab/Simulink下数值仿真观察到了系统参数变化时动力学行为的演变过程,并基于ATmega128L微控制器芯片实现了相应的混沌和超混沌系统.仿真和实验结果表明了混沌和超混沌现象的存在性以及数字实现的可行性.     

两个分数阶混沌系统的广义投影同步及电路实现

研究了分数阶混沌系统的广义投影同步及电路实现。基于非线性观测器,提出了用于实现分数阶混沌系统的广义投影同步的一般方法。并建立了相关的数学模型,证明结果的有效性。运用了Matlab进行数字仿真进一步表明该方法的可行性。最后,利用Multisim设计模拟电路,其结果与Matlab的仿真结果吻合,为分数阶混沌系统同步今后的实际运用打下基础。     

基于单片机的混沌信号发生器的Proteus仿真设计

混沌信号发生器在信息加密、保密通信、雷达系统等领域具有重大的应用价值。基于Proteus虚拟实验平台,以AT89C51单片机为核心,给出了一种混沌信号发生器的数字硬件实现方案。以R觟ssler系统方程作为数学模型,采用四阶Rung-Kutta算法离散化得到数字信号,再通过D/A转换、I/V转换及电压放大电路产生混沌信号。Proteus仿真结果与电路实验结果一致,验证了该方案的可行性。     

分数阶混沌系统的电路仿真与实现

为了研究分数阶混沌系统的特性及其应用,根据分数阶微积分算子的定义,研究了分数阶混沌系统的电路仿真与设计方法.方法通过设计分数阶积分算子的等效电路模块,构建分数阶混沌系统的电路系统,实现了分数阶混沌系统的仿真与特性分析.电路仿真可直观地观察系统变量的演化规律,并利用仿真输出结果分析分数阶混沌系统的动力学特性.在EWB仿真平台上对分数阶非耗散Lorenz混沌系统的仿真及其电路实现研究表明了分数阶混沌系统电路仿真方法的有效性和电路实现的可行性.     

A digital application of chaotic oscillation modes in Josephson circuit

Novel digital circuits utilizing the chaotic oscillation and its associated oscillations produced in a Josephson junction (JJ) circuit are proposed, as an application of chaotic oscillations in JJ circuit. To begin with, what oscillation modes can be produced in a JJ circuit are described in detail. Next, a novel idea showing the possibility of digital circuits by use of chaotic oscillations is proposed. As an example, the fundamental digital circuits performing AND, NAND, Exclusive-OR, and so on are shown. The simulation results of these novel digital circuits show that reliable and high performance circuits can be realized by utilizing chaotic behavior. © 1997 John Wiley & Sons, Inc.     

基于模糊SVM和虚拟仪器的模拟电路故障诊断研究

基于模糊支持向量机理论构建模拟电路故障诊断网络,采用虚拟仪器技术开发故障诊断平台;通过对电路仿真软件与实际测量得到的数据进行分析,选取一种自适应小波变换特征提取方法对电路进行故障特征提取,提取电路输出响应的6个低频系数构成故障特征向量并作为FSVM诊断网络的学习样本,诊断网络采用C-SVM算法.规则化参数墩为200;在LabVIEW软件中调用以MAT-LAB-M文件编写的特征提取与故障诊断算法,将模拟电路的故障定位到元件级;最后,将网络的诊断结果与BP神经网络诊断方法做了对比,证明基于虚拟仪器的模糊SVM模拟电路诊断方法在故障诊断速度与准确性方面都具有明显优势,平均故障识别率达到90%以上.     

Neuron-synapse IC chip-set for large-scale chaotic neural networks.

We propose a neuron-synapse integrated circuit (IC) chip-set for large-scale chaotic neural networks. We use switched-capacitor (SC) circuit techniques to implement a three-internal-state transiently-chaotic neural network model. The SC chaotic neuron chip faithfully reproduces complex chaotic dynamics in real numbers through continuous state variables of the analog circuitry. We can digitally control most of the model parameters by means of programmable capacitive arrays embedded in the SC chaotic neuron chip. Since the output of the neuron is transfered into a digital pulse according to the all-or-nothing property of an axon, we design a synapse chip with digital circuits. We propose a memory-based synapse circuit architecture to achieve a rapid calculation of a vast number of weighted summations. Both of the SC neuron and the digital synapse circuits have been fabricated as IC forms. We have tested these IC chips extensively, and confirmed the functions and performance of the chip-set. The proposed neuron-synapse IC chip-set makes it possible to construct a scalable and reconfigurable large-scale chaotic neural network with 10000 neurons and 10000/sup 2/ synaptic connections.     

一种心电信号虚拟仪器的设计与实现

针对目前传统心电图机的主要缺陷，基于LabView虚拟仪器开发平台实现了一种新型的心电信号虚拟仪器；该系统导人心电信号，经放大滤波电路处理后由GPIB数据采集卡输入计算机，再在虚拟仪器软件上进行分析显结果；应用结果表明，该系统结果准确、容易实施、造价低廉。     

基于虚拟仪器技术的电路测试和诊断系统

介绍了一个智能电路测试和诊断系统的软硬件设计。该系统基于虚拟仪器技术设计而成，由测试模块、诊断模块和使用帮助模块组成，测试模块是通过实际测量得到的电路输出信号和测试库中的参考信号进行比对来判断该电路功能的正确性，而故障诊断模块则是采用故障树的方法自顾问下地逐步定位电路中的故障点，系统还可以对单独的元件和导线进行测试和诊断。本系统利用LabWindows/CV1作为开发平台，实现了对一些常见实验电路的分析。     

基于虚拟仪器三涡卷蔡氏混沌吸引子的研究

随着虚拟仪器技术的飞速发展,为研究非线性系统提供了新途径;讨论了基于虚拟仪器三涡卷蔡氏混沌吸引子的研究模式,设计了三涡卷蔡氏混沌吸引子的硬件系统及其软件系统,并给出了基于虚拟仪器技术实验系统的拓扑结构;证实了基于虚拟仪器技术为研究非线性系统提供了可行的方案,利用此方案进行实验,结果证明此实验系统具有良好的实验效果,与传统的自治混沌系统相比,此系统具有参数调节方便、易实现、可靠性高,实时性好等优点。     

蔡氏混沌电路频谱分布与元件参数的选择

以蔡氏电路为研究对象,依据电路方程从理论上给出了在保持混沌特性不变时的三种改变电路元件参数的途径,并进行了Multisim仿真实验.比较不同情况下混沌系统各电路变量的频谱分布曲线,发现在一定参数空间内仿真实验的结果和理论分析一致.这将为设计不同频率需求的混沌电路提供很好的设计思路,也可以在一定范围内选择不同电路元件参数,来改善所需混沌系统的频率特性,设计出更符合需求的混沌电路.     

交流耦合蔡氏电路的计算机仿真研究

该文用计算机仿真的方法分析了采用电容交流耦合的非线性负阻对蔡氏电路混沌特性的影响，其结果验证了当耦合电容相对振荡频率足够大时，该电容的加入对蔡氏电路的混沌特性影响不大。采用交流耦合后，利用高频电路实现的各类等效负阻器件得以在蔡氏电路中应用，因而可以获得工作在更高频段的混沌振荡。作为应用实例，该文给出了一个采用标准偏置隧道二极管实现的、混沌带宽达到数百兆赫兹的混沌电路。该电路可以用于宽带载波通信电路中。     

射频识别系统通信链路仿真与测试

自由空间下射频识别系统天线通常等效为戴维南等效电路模型,缺少对环境因素和标签电路中寄生元件的考虑。基于射频识别系统基本原理和天线散射理论,提出了一种改进的真实环境下的超高频射频识别系统二端口网络链路模型。建立了基于虚拟仪器技术的射频识别系统天线链路仿真和测试系统。通过仿真实验,得出了真实环境下的标签吸收功率和通信误码率,验证了环境因素对射频识别系统性能的影响。