基于切换控制法的文氏电路混沌化研究

文氏桥电路是典型的振荡器,在文氏桥电路上增加非线性元件,可构成混沌系统。为使电路产生混沌,根据文氏桥振荡电路的特点,通过电路中参数的调节,使用切换控制法,使系统状态方程变为三维,在三维空间中,该系统产生了混沌。然后通过增加滞回切换控制电路,使文氏桥式振荡器产生了双涡卷和单涡卷的混沌现象。通过串联电阻和二极管,将两个文氏桥振荡器耦合在一起,实现文氏电路的混沌化设计。     

一个典型混沌电路的实验与分析

对一个典型的蔡氏混沌电路进行实验，利用混沌实验仪产生混沌现象，通过示波器观察到了单、双涡卷吸引子等现象．对各种现象进行分析与说明，并利用混沌实验仪测量了非线性电阻上电压与电流的关系．结果表明，I-V特性曲线与已知的有源非线性电阻一致．     

一种n-涡卷Jerk系统及其电路设计

为了Jerk系统产生多涡卷混沌,通过设计Jerk系统的非线性项,该非线性项为连续光滑的正弦函数,构造了一个新的三维自治Jerk混沌系统。通过调节新Jerk混沌系统的参数,可以产生不同涡卷的混沌现象,分析了该混沌系统的混沌机理,对该混沌系统采用单向单变量耦合替换法,实现驱动系统和响应系统的同步,设计了其硬件电路。可见,系统设计有效。     

相位开关调制控制混沌研究

研究了相位开关调制混沌方法,通过对多涡卷蔡氏电路中的相位参数进行开关调制,可把多涡卷蔡氏电路由混沌状态控制到其平衡态和周期轨道,数值模拟结果证实了本方法的有效性。     

具有多种吸引子共存类型的新型四维混沌系统

为了产生多种共存吸引子,本研究构建了一个具有多稳定性的新型四维耗散混沌系统。通过相图、Lyapunov指数谱、分岔图等的数值仿真,分析了此系统的动力学行为。设计了系统的模拟电路,并用Multism进行了仿真,亦制作了系统的现场可编程门阵列(FPGA)数字电路。模拟电路仿真结果和数字电路实现结果与数值仿真结果相符,验证了系统的混沌行为,亦表明了其可实现性。系统具有如下重要特性:在不同的参数取值下,系统存在10种吸引子共存类型,涉及的共存吸引子有点吸引子、不同的周期吸引子、拟周期吸引子、不同的混沌吸引子;系统特性对参数具有较强的灵敏性,即随着参数的变化,系统整体运行状态频繁地在周期和混沌状态之间切换;参数可以影响系统吸引子的拓扑形状,即随着参数的变化,系统吸引子的形状从单涡卷吸引子到双涡卷吸引子,最后到四涡卷吸引子。     

多涡卷四阶Jerk系统的仿真研究

对四阶Jerk系统中通过引入具有多个线性分段的锯齿波函数实现多涡卷混沌吸引子的机理进行了分析。在MATLAB中分别采用M语言和SIMULINK平台实现了多涡卷四阶Jerk系统的数值仿真,设计了多涡卷四阶Jerk电路,在EWB电路仿真软件中搭建了电路并进行了相关电路仿真。理论分析、数值仿真及电路仿真的相关结果一致,进一步证实了多涡卷混沌吸引子的存在。多涡卷混沌吸引子的存在,为混沌在信息安全中的应用提供了理论基础。     

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。     

限幅法控制蔡氏电路及5涡卷混沌吸引子的实验研究

利用限幅控制法对基于模拟电感的双涡卷以及5涡卷混沌进行了电路实验控制研究.结果表明:利用二极管构成的双向限幅控制电路,仅通过改变限幅电压即可得到非常好的控制效果;该控制方法不受系统的频率限制,无需预先知道系统较多的动力学信息,实验装置简单,在实际系统中容易实现.     

一个新的三维混沌系统的同步实现

介绍了一个三维混沌系统，并运用电路在物理上设计实现了这个新的混沌系统，电路实验结果与数值仿真相一致，从而进一步验证了系统的混沌行为。另外，利用单变量反馈耦合控制方法对两个新系统之间的同步控制进行了实验研究，并给出了完整的同步实现电路。     

时变信道通信中的多级蔡氏混沌同步

提出了一种适合于时变信道增益的单耦合蔡氏电路多级混沌通信方法，该方法把信道增益的变化归结为在信道中存在一等效时变电阻，并将该电阻作为同步蔡氏电路的耦合电阻。在接收端，通过信道上的电流判断收发系统是否达到混沌同步。理论分析和模拟结果表明单耦合蔡氏电路在时变信道增益时仍然可以实现混沌同步，在此基础上利用参数调制实现时变信道增益时的多级混沌同步通信。     

一种单涡旋混沌系统与Chen系统的同步控制

针对目前多数混沌同步研究只在同一系统或相似结构系统中进行的情况，应用驱动-响应控制方法，实现了一种单涡旋混沌系统与Chen系统的同步控制．利用Routh-Hurwitz判据，得出了系统同步时控制参数k小于-3．7371．采用软件Matlab6．5和EWB设计电路进行了数值仿真和实验验证，结果表明，驱动-响应控制法可以有效地实现异结构混沌系统的同步控制，并且控制参数越小，实现同步所需的时间越短．     

一个非自治混沌电路的同步实现及其保密通信应用

在蔡氏电路的基础上,提出了一种非自治混沌电路,并用耦合同步法控制其实现了混沌同步,然后进一步讨论了它在保密通信中的应用.通过计算仿真证明此方法是有效的.     

基于混沌离散序列的图像加密算法研究

针对传统加密算法密钥空间小、加密结构简单等不足,提出了一种能极大扩充加密密钥的双重图像加密算法.在发送端,通过连续混沌系统产生图像位置映射矩阵对图像像素位置进行置乱,再通过将图像像素值信息加入离散混沌系统进行扰乱.加密的图像通过以太网进行传输,并在接收端进行像素值同步解密和位置复原.该方法同时利用混沌系统的初值敏感性和混沌系统的同步性对图像进行双重加密.构造的双重混沌图像加密系统结构复杂不易破解且具有极大的密钥空间.实验表明,基于Liu混沌系统与离散混沌同步系统的双重图像加密能够抵挡图像统计攻击与无穷举攻击,并能够在Windows系统上进行实现.     

基于Adomian分解法的分数阶Lü混沌系统的动力学分析及数字实现

基于Adomian分解方法,研究了一类分数阶Lü混沌系统.从系统的分岔图、基于谱熵(SE)算法和C0算法的系统复杂度、吸引子相图等数值仿真分析研究了0.9阶次Lü混沌系统丰富的动力学特性.又基于Adomian分解法,利用数字芯片TMS320F28335DSP中设计了程序以及外围硬件电路,实现了分数阶Lü混沌系统.最后,通过示波器观察DSP数字电路输出结果与理论分析结果相一致,从而进一步揭示了分数阶混沌系统的动力学特性.     

基于免疫算法引导混沌轨道与混沌同步

将基于生物免疫机理的免疫算法用于混沌控制与同步,提出了基于免疫算法的引导混沌轨道以及混沌同步的新方法。在微小扰动作用下,混沌系统能够快速达到预定轨道,实现了混沌轨道引导;也能够使不同初始条件的混沌系统达到快速同步,并能够维持同步。最后以Henon系统为例,进行仿真,无论是引导轨道,还是同步控制,都取得了良好效果。     

基于非复制系统强化实现混沌同步的研究

研究了基于非复制系统强化实现混沌同步的方法。通过选取非复制系统中合适的控制参数,可以实现混沌系统的同步。并且当复制系统不能同步时,用非复制响应系统同样可以实现混沌同步,或者加速实现混沌系统的同步化。通过对Chua混沌电路和混沌的Lorenz系统的同步设计和数值仿真,验证了其有效性。     

对蔡氏电路中浑沌现象的研究

本文对蔡氏电路中的浑沌现象作了进一步的研究。结果表明不仅改变电阻、电容或电感能得到双涡卷,而且改变运放电源电压也能得到双涡卷。此外,通过单调调节运放电源电压、电阻、电容或电感可以确证,在蔡氏电路中还存在一条周期——浑沌——周期加(减)1规律。     

超混沌耦合发电机系统的混沌同步及其电路实现

在三维耦合发电机系统的基础上增加一维状态,构建了一个新的四维超混沌耦合发电机系统,简要分析了该系统的平衡点、吸引子的相图、Lyapunov指数和Lyapunov维数等特性,设计了相应的电子电路,实验结果进一步证实了该系统是一个新的超混沌系统,不同于原有的三维耦合发电机系统;基于Lyapunov稳定性理论,设计了非线性同步控制器,从理论上构建了两种同步误差系统的Lyapunov函数,证明了新的超混沌系统的自同步以及与超混沌Lorenz系统的异结构同步,最后通过数值模拟验证了所提出方案的有效性.