通信电源中Boost变换器的混沌现象控制

混沌的发生是一种内在随机行为.在通信电源系统中电流控制模式开关变换器作为一种强非线性开关电路,同样也存在混沌现象.尽管开关变换器中混沌状态的存在通常不会造成破坏性的危害,但是对于可靠性要求很高的通信电源系统来说,变换器工作于混沌状态是一种不稳定的现象.在不连续运行模式条件下,基于建立了分析电流反馈型Boost变换器中的分岔行为和混沌过程的分段离散迭代映射方程,得到了以输入电流I为参数的分岔图和相图.在考虑对扰动参数的调整基础上,提出了一种基于Logistic映射调制的参数共振扰动控制方法.     

基于Simplorer的Boost变换器非线性研究

主要研究了电流控制模式Boost变换器的非线性现象,详细推导了电路的迭代映射公式,并通过MATLAB编程计算得到混沌图,同时建立Simplorer电路仿真模型,通过电感电流波形图和相图对三种不同电路状态进行分析和比较。为变换器的分析提供了另外一种有效的方法,并揭示了Boost变换器的非线性本质,为变换器的分析、混沌控制和反控制奠定了基础。     

基于迭代映射法的Buck变换器混沌分析

通过离散时间映射来研究DC-DC开关变换器的非线性现象,是较为便利的一种方法,一般它们都能得到映射的隐式表达。本文将通过推导Buck变换器的离散迭代映射方程,并通过Matlab仿真,来分析Buck变换器中的混沌现象。     

Boost变换器阻抗负载特性研究

混沌与分叉科学揭示了客观世界中极其丰富的非线性现象,这些非线性现象在电力电子电路中都有其产生的途径和表现形式。本文基于为开关变换器可靠性设计提供理论指导的目的,针对实际变换器的负载特点,研究了Boost变换器负载寄生电感对系统稳定性的影响。首先基于系统的状态方程,建立了感性负载Boost变换器的Matlab/Simulink数值仿真模型,并仿真得到不同滤波电感参数下的分叉图;然后通过构造离散迭代映射,计算雅克比矩阵在平衡点处的特征值,对感性负载Boost变换器的稳定性进行了理论分析。理论分析与数值仿真结果一致,均表明Boost变换器负载寄生电感对系统的稳定性有重要的影响,即负载寄生电感的变化可导致系统发生分叉行为。     

PWM型开关电容DC-DC变换器的 非线性动力学行为研究

建立了PWM型二阶开关电容DC-DC变换器的二维离散映射模型,用非线性动力学理论分析了映射模型定点的稳定情况.以电压反馈系数为参数,通过数值计算描绘了系统动态演化的分岔图和最大Lyapunov指数变化曲线.以二阶串并电容组合开关电容DC-DC变换器为例,用PSPICE软件对其进行模拟仿真,得到了变换器的混沌吸引子.理论分析、数值计算和模拟仿真保持了一致.     

基于k错穷尽熵分析离散混沌映射稳定性的新方法

为衡量离散混沌映射的随机本质,在用穷尽熵计算混沌序列类随机性强弱的基础上, 提出了k错穷尽熵的定义来分析离散混沌映射稳定性的优劣,并证明了其两个基本性质 。以Logistic映射、Henon映射、Sine映射、Chebyshev映射和Cubic映射等5种常见离散混沌 映射为例,说明了该方法的应用。实验结果表明,此方法能反映离散混沌映射的随机本质, 可用来有效识别不同离散混沌映射的稳定性强弱。     

参数微扰方法对Boost变换器的混沌控制

该文使用参数微扰方法控制电流控制模式Boost变换器在连续电流模式下产生的混沌行为。文中利用离散模型确定了系统运行的混沌区域,并在设计控制环时作了适当的简化,以利于实现。仿真分析和实验都显示,这一方法对于开关电路是有效的。电路的稳定被重新建立,并在此基础上进一步扩大了变换器的工作范围,文中还分析了噪声在控制中的影响。     

一类3涡卷混沌吸引子产生与同步的研究

提出利用符号函数产生3涡卷混沌吸引子的方法,进行基本的混沌动力学分析,给出最大李雅普诺夫指数、功率谱、庞加莱映射,并基于李雅普诺夫稳定性理论,研究了两个3涡卷混沌吸引子的单向耦合同步的问题,给出3涡卷混沌吸引子产生及其同步的数值模拟结果.     

降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

针对DC/DC开关变换器存在的非线性混沌现象,利用时间离散映射方法,导出了DC/DC Buck变换器的精确离散模型,研究DC/DC Buck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC/DC Buck变换器的稳定性,最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC/DC Buck变换器工作于稳定状态,可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分叉及混沌现象的发生。     

斜坡补偿Buck变换器工作状态域估计

 通过建立含斜坡补偿的分段光滑迭代映射方程,导出了电流控制型Buck变换器运行轨道状态发生转移时的两个分界线方程,由此确定了其工作状态的区域.Buck变换器参数空间映射图的仿真结果验证了由两个分界线方程估计其工作状态域的正确性.开关变换器工作状态域的估计对电路参数的合理选择以及混沌的镇定控制有着实际的指导意义.     

双字节离散数字混沌序列发生器芯片核

为提高无线传感器网络节点的集成度,提出了用于传感器网络安全的双字节数字混沌序列发生器芯片核。采用混沌的数字计算法计算了双字节不同初始值的周期。由周期对应的不同分组初始值,产生3个离散数字混沌序列并进行同步二进制乘法运算,获得长周期的离散数字混沌序列。实现了数字混沌序列发生器芯片核,给出了芯片核符号结构。对硬件芯片核进行了仿真。结果表明,该芯片核能产生数字混沌序列。研究结果为无线传感器网络安全部件集成提供了可能。     

基于欠采样的混沌保密通信系统的保密性分析

在混沌保密通信过程当中,计算机控制、数值计算等导致连续系统的离散化。采样间隔对系统的非线性输出具有重要影响。本文运用非线性检验技术中的替代数据方法,对系统在欠采样间隔情况下的系统动力学特性进行分析。验证了在欠采样情况下,混沌系统维数越高、保密性越强的理论,为进一步利用非线性时间序列分析方法分析采样混沌系统提供了理论依据。     

Bifurcation and chaos analysis of power converter for switched reluctance motor drive

Bifurcation and chaos characteristics of single phase power converter in switched reluctance motor (SRM) drive system are studied by establishing its corresponding discrete iterative map model in this article. The discrete iterative map model of the converter is first derived. The stability theoretical analysis shows that the system may lose stability as the variation of system parameters in periodic-1 operation. With the bifurcation diagrams and Lyapunov exponents’ analyses, the operation state regions of current-controlled single phase of SRM drive can shift among stable periodic-1 region, chaos region and multi-periodic region. To verify the theoretical analysis results, time-domain waveforms and power spectra of current-controlled single phase of SRM drive are obtained by Runge–Kutta algorithm. Moreover, theoretical analysis and simulation results are verified by experimental circuit.     

基于小波变换的混沌图像置乱加密算法

给出一种在二维小波变换基础上进行混沌映射,将图像加密的方法。该方法应用二维小波分解算法分解图像信息,再对其实行正弦混沌映射,从而完成图像的加密。解密时,首先对系数进行正弦映射的逆映射,再进行二维小波重构,实现对原始图像的解密。仿真结果证明了该方法的有效性。     

Logistic混沌映射性能分析与改进

混沌系统是基于混沌的数据加密领域的一个重要研究对象,Logistic混沌映射是最简单和有效的混沌系统,被广泛应用在大多数混沌加密算法中,Logistic映射的安全性成为研究的热点。针对Logistic序列存在的吸引子与空白区问题,该文提出一种基于初始值和分形控制参数之间关系的Logistic映射改进方法。利用两者之间关系对映射自变量区间进行合理分段,扩大了混沌控制参数区域,将满射范围扩大到整个控制参数区间,使产生的序列分布更均匀,解决了稳定窗与空白区等问题。通过将改进Logistic与其它分段Logistic映射进行仿真对比,实验结果表明改进后的映射产生的序列混沌特性得到显著加强,分布更均匀,具有更好的随机性能测试指标。另外,改进Logistic映射计算复杂度低,实现简单,在扩频通信与混沌密码等领域有广阔的应用前景。     

基于正弦反馈Logistic混沌映射的图像加密算法及其FPGA实现

基于混沌的数字图像加密算法因具有较大的密钥空间和较高的密钥敏感特性等而被广泛地应用。该文在经典Logistic映射中引入正弦反馈,构成新的映射关系,并分析该映射的混沌行为。利用混沌映射导出离散混沌加密序列,并对加密序列进行放大取整,增强其伪随机性;利用NIST随机性测试方法测试了加密序列的伪随机性;将伪随机序列与原始图像进行异或运算,实现图像加密。数值仿真结果表明所提加密算法具有较好的加密效果,其密钥也具有较好的敏感性和伪随机性,最后基于FPGA平台的硬件加密实现了本算法。     

激光与DNA作用系统的随机混沌研究

通过对激光与ＤＮＡ分子相经作用系统的随机动力学方程数值研究,发现在小信号绝热近似下,适当条件时,出现随经沌。随机混沌的出现与激光强度有关,当激光强度很小时,无混沌现象出现,意味着小激光强度不能激励ＤＮＡ发生变异。并随着激光强度的增大,体系的演化过程的混沌特征就越来越明显。但同时太强的激光强度引起的混沌非常复杂,会使激光与ＤＮＡ作用系统的随机不确定性严重,带来难以控制的后果,可能反而会使ＤＮＡ不产生     

一种新的基于混沌的图像加密算法

提出了一种基于混沌理论和循环移位的图像加密算法.先产生一个混沌序列,然后利用该序列与原图像进行异或运算和循环移位,得到初步加密图像,最后对图像进行Arnold变换得到加密图像.测试结果表明,该算法具有加密效果好、速度快、密钥空间大等优点.     

Modeling of chaotic DC-DC converters by iterated nonlinear mappings

In parameter ranges where conventional methods break down, DC-DC converters may be described by iterated mappings, a nonlinear discrete modeling technique. The underlying principles are explained and are applied to the example of a PWM-controlled buck converter. Stable behavior and bifurcations to chaos are predicted by numerical evaluation of the governing mapping and are confirmed by experiment