基于线性反馈控制的超混沌系统设计与电路实现

基于最新提出的简化Lorenz混沌系统,采用线性控制策略,设计了一个超混沌系统。利用相图、Lyapunov指数谱、分岔图以及Poincaré截面分析方法,详细地研究了系统参数变化时简化Lorenz超混沌系统的动力学行为,数值仿真结果显示,Lyapunov指数谱与分岔图分析一致。采用分立元件,设计并实现了该系统的模拟电子电路,通过调节电路中的可变电阻,观察到了该系统的极限环、叉式分岔、倍周期分岔、混沌和超混沌,以及由倍周期分岔而进入混沌的道路等动力学现象。数值仿真和电路实验结果表明,该系统具有丰富的动力学特性,且电路实验结果与数值仿真相吻合。     

忆阻高通滤波电路准周期与混沌环面簇发振荡及慢通道效应

该文提出了一种忆阻高通滤波电路,它是由有源高通RC滤波器与二极管桥级联LC振荡器的忆阻模拟器并联耦合组成的。该文建立了电路方程与系统模型。基于分岔图、相平面图、庞加莱映射等数值仿真,开展了以反馈增益为可调参数的分岔分析,揭示了忆阻高通滤波电路中存在的准周期、混沌环面、混沌和多周期等簇发振荡行为。进一步地,通过快慢分析法,导出了快子系统的Hopf分岔集,并进而阐述了忆阻高通滤波电路慢通道效应的形成机理。最后,基于Multisim电路仿真验证了数值仿真结果。     

激光系统的不稳定性及混沌

对于单模均匀展宽的行波激光器,利用海森堡方程,得到了描述第二类激光器的Mexweh-Bloch方程组。利用计算机数值模拟的方法研究了泵浦参数受调制(周期性)的情况。观察到了一系列“正”的极限环与“倒”的混沌带的倍周期分岔序列,以及嵌在混沌带中     

多参数恒Lyapunov指数谱Sprott-J系统及其数字硬件实现

在基本Sprott-J系统的基础上,引入四个系统参数并进行恒Lyapunov指数谱锁定,构建了一个多参数恒Lyapunov指数谱混沌系统。采用相轨图、Lyapunov指数谱和分岔图等动力学手段对系统进行了数值仿真。研究结果表明,系统对其中一个参数存在倍周期分岔和反向倍周期分岔等物理现象,而对另外三个参数则保持恒定的Lyapunov指数谱。基于微控制器MSP430F249设计了数字硬件电路,实现并验证了所构建的混沌系统。     

一种新型双忆阻混沌系统动力学及其电路实现研究

在经典的蔡氏混沌电路基础上,引入三次非线性磁控忆阻模型,利用一个磁控忆阻模型和一个荷控忆阻模型,外加一个负电导替换变形蔡氏电路中的蔡氏二极管,设计了一个五阶混沌电路,用常规的方法研究系统的基本动力学特性。通过数值仿真结果表明电路在参数变化情况下能产生Hopf分岔和反倍周期分岔两种分岔行为,并能产生双涡卷、单涡卷、极限环、同宿轨等不同轨道,出现了双单摆运动。观察混沌吸引子推广到功率与能量信号,观察到蝴蝶翅膀重叠的奇异吸引子。通过改变初始值,能产生共存吸引子和周期极限环共存现象。为了验证电路的混沌行为,将对设计的电路进行了PSpice仿真,电路仿真结果验证了理论分析的正确性。     

一类电路系统的分岔分析及超混沌控制研究

为了揭示电路系统丰富的非线性动力学行为,提高电路系统的稳定性,避免混沌或超混沌电路对元器件的危害,针对一类电路系统模型,应用现代数学中的微分方程理论和非线性动力学的方法,分析了系统发生分岔的条件,并通过数值分析验证了该理论结果。研究发现系统在一定参数条件下存在内衣马克-沙克分岔和倍周期分岔,随着参数的变化系统演化为混沌和超混沌。针对目前超混沌控制方法的研究较少,而且控制的周期轨道多是低周期轨道,提出一种节约能量并能将系统控制到高倍周期和概周期的方法,为研究许多现实离散系统模型提供了一种新的方法,对于研究电路系统提供了一条新的思路,因而具有一定的理论意义和实用价值。     

单结晶体管二阶电路中分岔与混沌机理初探

本文叙述了发生在单结晶体管二阶受迫振荡电路中的倍周期分岔,周期迭加分岔和混沌现象,并讨论了这些现象的发生机理。     

短延时光学双稳性的不稳性

讨论了短延时光学双稳性的不稳性,给出了不稳定阈值和振荡周期。采用计算机延时反馈的混合光学双稳态装置,观察了在短延时下(T/τ_0≌0.7)从稳态经振荡分岔进入混沌态的细致过程,得到了清楚的I_t—I_t分岔图。结果表明系统仍沿着周期倍分岔的方式进入混沌态,输出光强波形中呈现强烈的迭边效应。     

一个新双涡卷电路倍周期分岔到混沌的计算机模拟

本文对一个含分段线性负电容的三阶自治电路的定性性质进行了初步分析,选取一组典型参数进行计算机模拟,找出了超临界Ｈｏｐｆ分岔点及通过倍周期分岔通向混沌的参数区域。     

基于Hopf分岔的周期激励van der Pol-Duffing振荡器出现混沌的解析预测

周期激励ｖａｎｄｅｒＰｏｌ－Ｄｕｆｉｎｇ振荡器是能够呈现混沌行为的简单二阶非自治动态系统之一。本文利用谐波平衡技术和分岔理论获得了振荡器近似基谐波幅度发Ｈｏｐｆ分岔的曲线；探讨了Ｈｏｐｆ分岔与混沌出现的关系，首次剖析了ｖａｎｄｅｒＰｏｌ－Ｄｕｆｉｎｇ振荡器的Ｈｏｐｆ分岔结果是拟周期解，且拟周期解的崩溃出现混沌；数值摸拟计算出了ｖａｎｄｅｒＰｏｌ－Ｄｕｆｉｎｇ振荡器的混沌参数区域，结果表Ｈｏｐｆ分岔比Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法有更高的预测精度，可有效地用于预测混沌可能出现的参数区域。     

半导体激光器混沌方式研究

激光混沌保密通信是近年来新兴的一个领域,它通常利用半导体激光器产生混沌,再将传输信号隐藏于混沌信号中,从而达到保密通信的目的。由于每个学者方式取向不同从而衍生出多种产生混沌的方式,本文参考大量文献,综合各种常用方式,将产生混沌的方式进行系统分类。首先分为反馈混沌和注入混沌;其中把反馈型混沌按反馈物质的不同又分为光反馈混沌和光电反馈混沌,而光反馈又有两种类型:反馈相干光和反馈非相干光,最近,更有学者在此基础上提出了双光反馈;然后分别阐述各种混沌类型的系统模型、理论模型及优缺点,将这个新兴领域的理论系统化、完整化。     

Dual-wavelength chaos generation and synchronization in erbium-doped fiber lasers

Dual-wavelength chaos is generated in one erbium-doped fiber laser. Tunable optical filters (TOF) are used to select the wavelengths. The generation of chaos is achieved by either modulating the pump laser diode near the relaxation oscillation frequency of the fiber laser or by introducing the modulation through an electrooptic modulator built into each wavelength branch. The receiver is fabricated with identical parameters as the transmitter except for an open loop structure. By tuning the TOF in the receiver, synchronization of chaos is observed in either of the two wavelengths. Thus, it can pave the way for wavelength-division-multiplexing chaos communications.     

混沌现象在通信中的应用

介绍了混沌通信技术的发展概况,给出了混沌现象在通信中3大方面的应用以及混沌加密的4种方式,重点阐述了CSK,DCSK,FMDCSK等数字混沌通信系统的调制解调原理。对混沌保密通信的实用产品作以展望,指明了下一步研究的方向。     

一种变形Lorenz系统的混沌特性研究

在Lorenz混沌系统的基础上,加入周期策动力信号形成一种变形的Lorenz系统。利用广义哈密顿系统理论的梅尔尼科夫方法,证明变形Lorenz系统具有Smale马蹄变换意义下的混沌。利用功率谱、Lyapunov指数谱、庞卡莱映射等分析方法,进一步证明了变形Lorenz系统具有混沌系统的运动规律。变形Loren系统主要具有混沌态和类周期态两种状态。当系统处在一个临界状态,系统参数的微小变化就可以引起系统状态的性质变化,使最大Lyapunov指数由正变负。仿真实验表明该混沌系统对微弱周期信号非常敏感,同时对噪声具有极强的免疫力,这种性质使得混沌系统具有检测小信号的潜力,可以实现强噪声背景下弱周期信号有效的自动检测。变形Lorenz系统信噪比工作门限可达到-29dB,进一步优化系统参数,还可以继续降低信噪比下限。      

一种基于混沌序列的彩色图像加密算法

提出一种基于混沌序列的彩色图像加密算法。该算法首先应用二维Logistic混沌系统产生2个混沌序列,利用对2个混沌序列进行排序产生的2个编号序列对彩色图像进行位置的置乱,然后应用三维Lorenz混沌系统产生的混沌序列中各值进行大小排序,用以引导对置乱后的彩色图像进行像素点的R,G,B值的置换操作,从而实现对颜色的加密。实验结果表明,该算法具有密钥空间大、安全性高和保密性好的特点。     

CO_2激光器混沌运转的实验方法

从M B方程出发 ,简单分析了CO2 激光器的动力学过程。从实验角度对实现CO2 激光器混沌运转的各种方法作了概述 ,并结合多电极对CO2 激光器提出了可行的实现混沌的方法     

Anticipating synchronization based on optical injection-locking in chaotic semiconductor lasers

Numerical studies for anticipating chaos synchronization in semiconductor lasers with optical feedback are presented. Anticipating chaos synchronization in a delay-differential system is believed to occur when all chaos parameters between the two systems are perfectly coincident with each other. However, we find new schemes of anticipating chaos synchronization when the parameters between the two systems have mismatches. Under these conditions, the time lag between the two laser outputs is equal to that of anticipating chaos synchronization, but the physical origin of the phenomenon comes from optical injection-locking or amplification in laser systems. We show the evidence of such chaotic synchronization using trajectories in the phase space of the phase difference and the carrier density in the laser oscillations.     

基于混沌的数字图象置乱和水印算法

提出了一种新的基于混沌的数字图象的置乱和隐藏算法。该算法利用混沌对初值的敏感性和混沌伪随机序列的唯一性，基于两个不同的混沌映射模型，分别用于水印图像的置乱加密和嵌入算法，增强了水印算法的鲁棒性和安全性。该算法具有如下特征：算法实现简单，由于采用了混沌置乱和混沌嵌入双重混沌技术而具有很高的鲁棒性，使用两个独立的混沌的初值作为密钥具有很高的安全性。计算机仿真结果表明，该算法具有很好的稳健性。     

CO2激光器混沌运转的实验方法

从MB方程出发,简单分析了CO2激光器的动力学过程。从实验角度对实现CO2激光器混沌运转的各种方法作了概述,并结合多电极对CO2激光器提出了可行的实现混沌的方法。     

Chaotic dynamics of the fractional order nonlinear system with time delay

This paper presents the fractional order model of a nonlinear autonomous continuous-time difference-differential equation with only one variable. Numerical simulation results of the fractional order model demonstrate the existence of chaos when system order $q\ge 0.2$ . Values of the delay time $\tau $ in which chaotic behavior is observed at system order $q$ are quantitatively defined using the largest Lyapunov exponents obtained from the output time series.