混沌周期解提高测量灵敏度算法及抗干扰分析

混沌动力学系统具有初始条件的极端敏感性,当参数空间发生漂移时,系统的解空间将出现很大的变化.以Feigenbaun映射为例,分析了参数引起的分叉行为,提出利用混沌周期解提高测试系统灵敏度的方案.调整参数使测试系统工作在周期解的区域,根据参数敏感激发混沌系统周期数变化,设计了测量算法改善测量的精度和灵敏度,对混沌系统的抗干扰性进行了分析.     

相位共轭反馈半导体激光器混沌动力学

本文研究了相位共轭反馈对半导体激光器的动力学行为的影响。结果表明，在弱反馈条件下，系统处于稳态;增加反馈量，系统由周期经周期三、周期四进入混沌。当相位共轭反馈量一定时，通过改变注入电流的大小，可以达到所期待的周期或混沌状态。     

一个产生复杂PR序列的自动切换混沌系统

理论上混沌具有非周期性,但利用有限精度的数字计算机产生密码系统的伪随机（PR）序列时会出现短周期问题,从而影响了序列的统计性能和密码系统的安全性。为提高伪随机序列的统计性能和解决短周期问题,提出了一个新的自动切换混沌系统,该系统由两个子系统组成,其结构和状态受其自身的伪随机变量控制,并在两个子系统之间自动随机转换。这相当于对一个混沌系统的结构、变量和参数同时随机扰动;也等效于两个混沌系统的混合。利用这种自动切换混沌系统可在数字实现时增大混沌伪随机序列的周期,提高其统计特性和密码系统的安全性。     

TDCS改进型反馈控制混沌基函数生成方法

针对混沌基函数在数字化生成时出现混沌退化现象,导致变换域通信系统隐蔽性和安全性下降的问题,提出一种反馈控制混沌基函数的生成方法。该方法主要基于改进型反馈控制混沌序列,并据此产生伪随机相位;在Lyapunov指数严格为正的反馈控制混沌系统基础上,分析得出该系统数字化时所需的最小运算精度;同时,引入调整因子,使得数字混沌系统与原始混沌系统特性保持一致。理论分析和仿真实验表明,该方法能产生大量伪随机性强、复杂度高的混沌基函数,在基函数延时自相关、相位覆盖率和近似熵等多个方面具有良好的综合性能。      

简并光学参量振荡器的同步研究

通过计算简并光学参量振荡器系统的李雅普诺夫指数,证明了该系统存在混沌和超混沌吸引子,即简并光学参量振荡器是混沌系统,并得到了系统处于混沌状态时的参数取值范围.进一步,利用反馈技术实现了简并光学参量振荡器的混沌同步和周期同步,给出了反馈控制的具体形式并进行了仿真计算,理论结果与数值仿真结果一致.     

基于稀疏分解和混沌理论的微弱信号检测

针对数字锁定放大器中稀疏分解算法检测精度受限的缺点,结合非线性方法进行补偿,采用混沌检测联合稀疏分解的算法设计了数字锁定放大器。数字锁定放大器借助稀疏分解算法估计信号参数,根据估计得到的参数设计对应混沌系统;利用混沌系统检测信号的过程中产生间歇性混沌状态,并通过测量间歇性混沌状态的周期,精确检测信号。最终,在信号的信噪比低至-20 dB时可以成功检测信号,频率精度达到0.05 Hz,提供了一种非线性微弱信号检测方法。     

VCSELs高阶分岔及混沌行为的参数控制

基于自发辐射在微腔激光器中的独特性,利用参数开关调制控制混沌的理论和技术,对VCSELs实施高频大信号深度调制和混沌控制的数值模拟.结果表明,提高自发辐射因子可抑制VCSELs的非线性行为,通过对自发辐射因子的开关调制,可把系统由混沌状态控制到平衡态和nP周期轨道,同时给出了VCSELS各种稳定周期态、分岔数、分岔点位置和混沌带与调控参数之间的定量关系.     

一种改进的变结构混沌序列性能分析

自提出了基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信方法以来,这种通过混沌映射切换来改变混沌系统结构,以此产生伪随机序列的方法被频繁引用.但这种方法产生的序列的综合性能却一直未能得到有力的证明,而且尚存在不能充分保证序列周期足够长的致命弱点.本文对这种变结构混沌序列产生方法作了动力学分析,并通过数值仿真对该方法产生的序列做了统计性能分析和抗预测性能研究.为了解决周期问题,本文在变结构混沌序列基础上引入了m序列扰动.结果表明这种改进的变结构混沌序列具有典型的混沌特性,而且产生序列的周期,相空间分布,线性复杂度,相关性以及抗预测性等方面的性能明显优于基于单一混沌系统的序列.     

光注入MQW半导体激光器分岔及其动力学稳定性

研究外部光注入多量子阱激光器四维系统动力学行为及其分岔,数值模拟了外部光注入光强度、频差以及激光器线宽增强参数、驱动电流对分岔的影响,分别得到激光由分岔、周期、多周期进入混沌的过程以及激光混沌频谱.给出了多量子阱激光器静态锁模最大频域公式,导出了注入多量子阱激光器四维系统的一次近似下扰动方程和本征值方程及解,给出了该系统的Hopf分岔条件,理论和数值分析了系统的动力学稳定性行为,并进一步模拟得出激光单周期、双周期、六周期时振荡频率等值.     

基于观测器的混沌投影同步

研究一种基于状态观测器的混沌投影同步,得到驱动系统和响应系统对应变量成比例.该设计方案从系统稳定性出发,通过极点配置和设计驱动系统的状态观测器,得到控制器,实现了一类离散混沌系统的投影同步.在混沌控制过程,改变奴役系统的控制器使比例因子增大或减小.因此,根据需要可以任意改变比例因子,实现相空间自由地拉伸和收缩,这一特性在保密通信方面有一定的应用前景.通过对Henon混沌系统和超混沌广义Henon映射的数值仿真,表明理论分析的正确性.