一个切换混沌系统的设计与FPGA实现

为克服低维混沌系统随机性差的问题,基于混沌的反控制理论,用反馈控制法构造了一个新的混沌系统,提出了一种组建自动切换混沌的新方法,从理论分析、计算机仿真和电路实验3个方面,对切换系统进行了分析,利用EDA(electronic design automatic)技术在FPGA(field programmable gate array)平台上实现了这个切换混沌系统,实验结果与理论分析、计算机仿真结果完全一致,证明了这个切换混沌系统是切实可行的。     

一个切换混沌系统的分析及在FPGA上的实现

在变形Lorenz混沌系统的基础上,采用改变系统第三个方程中非线性项的方法,构建一个新的混沌系统,并分析该系统的平衡点及在平衡点的性质以及混沌吸引子相图、Lyapunov指数和Lyapunov维数等特性,它与另一个混沌系统构成一个切换混沌系统,利用电子设计自动化(Electronic Design Automatic,EDA)技术,借助于计算机的软件在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台上实现了这个切换混沌系统。实验结果表明两个子混沌系统在各个相平面上的相图与理论分析结果符合得很好。该系统用于混沌同步的保密通讯中,可以提高安全性能。     

三系统自动切换混沌电路的设计与实现

为产生复杂的混沌吸引子,构造了一个由三个子系统组成的自动切换混沌系统。该系统通过模拟开关,能够在3个子系统之间自动切换。通过李雅谱诺夫指数和分叉图分析了系统的混沌特性以及系统的平衡点、分形维数、耗散性等基本特性。设计了开关函数和切换混沌系统的模拟电路,通过该电路实现了3个混沌系统的自动切换。电路实验结果与计算机仿真、李雅谱指数、分叉图分析的结果一致。     

一个切换多涡卷混沌系统的研究及其电路仿真

利用非线性函数切换的方法,提出了一个新的多涡卷混沌系统;并且分析了该系统的平衡点、分岔图和Lyapunov指数等动力学特性,采用Multisim电路仿真软件设计了可实现该切换混沌系统的仿真电路。理论分析、计算机仿真和电路仿真结果证实了该方法的可行性。     

一个切换Lorenz混沌系统的特性分析

为使混沌系统更好地应用于工程实践,通过构造由2个子系统组成的切换Lorenz型混沌系统,分析子混沌系统和自动切换混沌系统的Lyapunov指数谱和分岔图,利用拓扑马蹄引理从理论上证明了切换混沌系统吸引子的存在性,基于模拟电路和数字电路2种实验手段实现了混沌系统,分析结果表明,在相同参数下,切换系统具有与子系统的不同的动力学特性,切换系统比子系统具有更大的混沌参数区间.实验结果与仿真结果完全一致,在理论和实验两方面证明了切换混沌系统的存在性.     

一个四翼混沌系统的设计与电路实现

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,采用双极性化z轴的方法,将一个混沌系统的双翼吸引子变为四翼吸引子,对新的系统进行了理论分析和计算机仿真,Lyapunov指数计算表明系统具有一个正的Lyapunov指数,最后用数字技术实现了这个四翼混沌系统,实验结果证明了理论分析和数值仿真的正确性。     

一个四翼混沌系统的设计与电路实现

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,采用双极性化z轴的方法,将一个混沌系统的双翼吸引子变为四翼吸引子,对新的系统进行了理论分析和计算机仿真,Lyapunov指数计算表明系统具有一个正的Lyapunov指数,最后用数字技术实现了这个四翼混沌系统,实验结果证明了理论分析和数值仿真的正确性.     

一个四翼混沌系统的设计与实现

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,采用双极性化轴的方法,将一个混沌系统的双翼吸引子变为四翼吸引子,对其进行理论分析和计算机仿真,Lyapunov指数计算表明系统具有一个正的Lyapunov指数。利用EDA技术,在现场可编程门陈列(FPGA)平台上实现了这个四翼混沌系统,实验所得相图与数值仿真一致,二者都是具有四翼的吸引子。     

反结构切换混沌系统

通过设计切换函数,将两个互为反结构的子混沌系统联合构成一个新的自动切换混沌系统。针对系统的耗散性、吸引子存在性、平衡点及其稳定性等进行理论分析,并采用Matlab软件绘制切换系统的吸引子相图、功率谱、分岔图、李雅普诺夫指数谱、庞加莱截面图等,证实其混沌特性。最后,基于混沌电路理论设计切换系统的模拟电路,采用Multisim软件运行该电路,并对虚拟示波器生成的吸引子进行实时观测,观测结果与理论分析和数值仿真结果相符,验证了该切换混沌系统的可实现性。     

四翼Liu混沌系统的设计与电路实现

为提高混沌吸引子拓扑结构的复杂性,在Liu系统的基础上采用双极性化z轴的方法,将Liu混沌系统的双翼吸引子变为四翼吸引子。对新的系统进行了理论分析和计算机仿真,并计算了新系统的Lyapunov指数谱和分岔图,然后利用EDA技术,在FPGA平台上实现了这个四翼混沌系统。最后的实验结果与仿真结果一致,二者都是具有四翼的吸引子,从而证明了理论分析和数值仿真的正确性。     

双质体冲击振动成型机混沌运动的延迟反馈控制

通过数值仿真研究了一类具有间隙的双质体冲击振动成型机的周期运动向混沌运动演化的全局分岔过程,并采用非线性延迟反馈方法控制该系统的混沌振动,延迟反馈控制利用系统处于混沌运动时的自身信息控制混沌,数值仿真的结果证明了这种方法的有效性．     

连续混沌系统的全状态混合投影同步

介绍了全状态混合投影同步,并给出其定义.基于混沌同步误差系统反馈线性化思想设计同步控制器,以 Lorenz系统、超混沌Chen系统为例,同时采用Matlab进行数值仿真,实现了连续混沌系统全状态混合投影同步.数值模拟证明了该方法的有效性和可行性.     

四阶混沌电力系统的全局快速滑模控制器设计

为四阶混沌电力系统设计具有全局快速收敛特性的储能型滑模控制器。首先,构建了具有储能装置的受控电力系统,利用混沌理论的基本分析方法对原有四阶电力系统的混沌振荡现象进行分析。然后,将受控电力系统的混沌控制问题转化为二阶非线性系统的控制,为二阶非线性系统定义新型滑模面并与已有滑模面进行比较,从而论证其在克服抖振及奇异问题时具有优越性,并为该非线性系统提出具有全局快速性能的滑模控制方法。最后,将该滑模控制方法用于设计电力系统混沌控制器并通过数值仿真证实控制器的有效性。本文方法的重要特点在于能够凸显电力系统混沌控制的基本规律。     

结合混沌的虚拟光学成像加密系统性能分析

针对虚拟光学成像系统中随机模板的安全性,提出了基于混沌的改进算法。引入混沌系统来构建随机模板,借助于混沌系统的非线性、伪随机、对初值高度敏感等特性提高算法的安全性。对混沌系统的选取和混沌输出序列的预处理进行了详细的讨论。并且在虚拟环境下对明文和随机模板在透镜前的干涉过程引入权重因子,进一步提高算法的复杂度。最后,对结合混沌的虚拟光学成像加密系统从统计分析,密钥敏感性,密钥空间等方面进行了全面的安全性讨论。理论分析和数值仿真表明,结合混沌后的加密系统具有较高的安全性。     

一个新分数阶混沌系统的同步和控制

构造了一个具有三个非线性二次项的新分数阶混沌系统,分析了其基本的混沌动力学特性,并应用Laplace变换实现了新系统的混沌控制。基于Lyapunov理论和分数阶混沌系统稳定性理论,得到同时实现新分数阶混沌系统自适应同步和参数辨识的充分条件,并通过数值仿真,验证了结论的正确性。     

基于反馈系统和响应系统的混沌同步

研究了基于反馈系统和响应系统的混沌同步的方法.针对电子线路中的反馈系统和响应系统的控制理论,实现一种具有混沌和超混沌特性的离散系统以及实现反馈信号和响应信号的混沌控制和同步.理论分析和数值仿真表明了所用方法的有效性和实用性.     

Chen系统的混沌控制研究

研究Chen系统的混沌运动,并对Chen’s混沌系统进行控制.运用比例微分控制器控制方法将其混沌系统控制到稳定的周期轨道,同时设计了一种含参控制器,使受控系统追踪控制到一维参考信号和任意目标点,运用Matlab进行数值仿真,经验证Chen’s混沌系统可以得到快速有效的控制.     

基于Lyapunov指数Duffing混沌检测系统状态的判定

为解决Duffing混沌检测系统状态判定的准确性,克服直观相图判定法存在的不足,提出了采用Lyapunov指数定量地判定Duffing混沌检测系统状态的方法.在分析判定方法及Duffing系统中Lyapunov指数算法的基础上,进行了系统仿真和数据分析,结果验证了利用Lyapunov指数判定Duffing系统状态的可行性,从而能有效地应用于微弱信号检测,保证信号检测的可靠性.     

自适应控制DC-DC BUCK变换器中的混沌

从同步的角度研究了dc—dc buck开关功率变换器这种分段光滑系统中的混沌控制问题，采用自适应控制方法，使两个分别工作在混沌状态和周期状态的buck变换器达到同步，即将其从混沌区引导到稳定的周期区，达到抑制该类电路中的混沌的目的．数值模拟结果验证了该方法的正确性和有效性。