新光滑多翅膀混沌系统研究

针对光滑多翅膀混沌系统不易于构造的问题,基于光滑代数函数提出两个新光滑多分段非线性函数,并用新光滑多分段非线性函数构造了新光滑单方向多翅膀S-M混沌系统和新光滑二方向网格多翅膀S-M混沌系统.然后,分析了两个新光滑多翅膀混沌系统的非线性动力学行为,主要包括相图、平衡点、不变性、耗散性、李亚普诺夫指数、分维数和庞加莱截面,并得到了多翅膀混沌吸引子的产生机理.其产生机理为指标2鞍焦平衡点用于产生翅膀.此外,通过单方向多翅膀S-M混沌吸引子和二方向网格多翅膀S-M混沌吸引子的电路实现,验证了理论推导和数值仿真的正确性.     

一种复非线性系统的动力学特性和同步分析

本文介绍一种新复非线性系统并研究它的动力学特性(包括不变量、耗散度、平衡和稳定性、Lyapunov指数、混沌行为、混沌吸引子),以及该系统产生混沌的必要条件,发现在一定参数条件下,系统存在2个或4个螺线形混沌吸引子,通过研究驱动系统和响应系统的关系,导出了混沌同步的控制函数显式表达式.Lyapunov函数分析证明,系统误差是渐近稳定的,控制函数可以使主动系统和响应系统完全同步.     

一类分段非线性轧机辊系系统的奇异非混沌动力学研究

考虑一类拟周期激励的分段非线性轧机辊系系统,发现了丰富的奇异非混沌动力学现象.揭示了该系统中奇异非混沌吸引子的产生机理.通过数值结果发现有三种路径可以演变为奇异非混沌吸引子,即分形路径、阵发路径和Heagy-Hammel路径.通过最大李雅普诺夫指数验证其非混沌特性;采用有理数逼近无理数和相敏感函数刻画其奇异特性.     

一个新的多翅膀混沌系统分析与同步

提出了一个新的三维自治混沌系统,通过分析系统的李亚普诺夫指数谱和分岔图可得新系统具有如下性质： 双恒李亚普诺夫指数谱混沌锁定,锁定后的混沌系统的幅值和相位可调节．根据该混沌系统的平衡点和吸引子的拓扑结构,通过构造偶对称多分段平方函数族,可实现在某一方向上扩展指标2的鞍焦平衡点,从而实现多翅膀的扩展．设计了混沌电路实现,验证了电路实现与仿真结果的一致性．最后针对扩展后的多翅膀混沌系统,通过选取合适的驱动信号,达到响应系统与驱动系统混沌同步,并通过仿真验证了所得的结果．     

一个新型对数混沌系统及其电路仿真

为了产生复杂的混沌吸引子,利用自然对数函数的特征,构造了一个新型的对数混沌系统,对该系统的一些动力学特性,如耗散性、平衡点及稳定性进行了系统性的分析。最后利用multisim软件设计了一个模拟电子电路,并对其进行了实验验证,结果表明,电路仿真与数值仿真分析的结果基本一致。     

参数控制多涡卷超混沌吸引子及其应用

针对低维混沌和单涡卷混沌用于信息加密时安全性不高的问题,在Chua系统基础上,通过增加线性反馈项构造了一种四维多涡卷超混沌系统.利用相图、平衡点、耗散性及李氏指数谱分析了系统的动力学特性.设计了系统的电路并进行了电路仿真分析.使用系统产生的伪随机序列对图像进行了加密应用,从密匙敏感性、相关性、信息熵和抗攻击能力等方面分析了加密效果.结果表明,系统在不同参数下可表现出不同涡卷数量的超混沌吸引子,动力学特性复杂,在物理上可以实现,应用于图像加密时安全性高.     

一种类Lorenz系统的变形与超混沌实现

对一种类Lorenz系统进行变形,利用新的状态反馈控制器实现超混沌.相图、Lyapunov指数等证明该系统产生的吸引子是超混沌吸引子.利用Lyapunov指数谱和分岔图分析该系统,发现在参数改变时该系统能够在周期态、准周期态、混沌态与超混沌态之间转变.设计了一个模拟电子线路,电路实验与数值仿真结果具有很好的一致性.     

非线性三角恋模型及其在高斯白噪声激励下的基本动力学特征

研究了非线性三角恋模型在某些特定参数下的一些基本动力学特征,包括对称性、耗散性、不动点（平衡）,混沌行为和混沌吸引子.由于心理系统具有高度的复杂性和不确定性,本文用标准高斯白噪声刻画随机因素,构建了随机激励下的爱情模型,并研究了新模型的随机动力学行为,得到了不同激励幅值下系统的响应结果.     

一个新超混沌系统的混沌控制比较研究

通过分析研究四维混沌吸引子数学模型的特征,构造了一个新超混沌动力系统.通过对其复杂混沌动力学特征进行分析,表明该四维动力系统含有超混沌吸引子.分别用线性反馈控制、自适应控制方法对该新超混沌系统进行控制,利用Matlab仿真实现了一个新超混沌系统的混沌控制.结果表明,利用线性反馈控制和自适应控制都可以很好地消除混沌,使方程达到一个稳定的状态.     

基于蔡氏电路的MATLAB仿真

混沌是非线性系统中的常见现象.本文对产生混沌现象的最简单三阶自治电路-蔡氏电路进行了研究,建立了数学模型,并根据建立的数学模型对其进行了仿真分析,仿真结果表明在一定的条件下该电路能够出现混沌双涡卷吸引子.     

多涡卷Chua混沌吸引子的设计与性能分析

为了设计结构复杂、性能优越的多涡卷混沌系统,采用理论分析和数值仿真的方法,通过设计一个连续非线性函数,建立了三阶Chua系统的单方向与网格多涡卷吸引子模型.在Matlab平台上,通过吸引子相图、最大Lyapunov指数、分岔图和Poincaré截面等方法,分析了多涡卷Chua混沌系统的动力学特性.研究结果表明,多涡卷Chua混沌吸引子具有丰富的动力学特性,仿真结果与理论分析一致,表明了多涡卷Chua混沌系统设计方法的有效性和设计模型的正确性.     

通过线性增量控制抑制混沌

本文基于三维Lorenz两翼系统、三维四翼系统以及四维四翼系统, 利用线性增量控制实现了减少吸引子涡 卷数以及抑制混沌的目的. 此控制是在多涡卷混沌系统中耦合一个线性系统, 通过不断增强两个系统之间的耦合 强度, 移动并且逐渐消除多涡卷混沌系统的部分平衡点, 从而达到控制目标. 利用平衡点坐标变化曲线、分岔图、Ly -apunov指数谱、以及相轨图等表征方法分析并刻画了被控制的多涡卷系统动力学行为变化的过程. 为了验证线性 增量控制对于实现吸引子退化以及抑制混沌的有效性和电路可实现性, 以三维四翼系统的控制为例设计了电路, Multism仿真结果和硬件实验结果均与在MATLAB中得到的数值仿真结果一致.     

时滞反馈Lorenz系统的混沌特性及其电路实现

在研究时滞反馈Lorenz系统时, 关键是模拟时滞环节的实现. 由于数字时滞电路存在模数转换精度的问题,所以采用数字时滞电路的时滞反馈Lorenz系统容易产生不真实的电路现象. 本文研究了一种用模拟电路实现的时滞电路, 并将其加入到Lorenz系统中构成时滞状态反馈Lorenz系统. 通过对系统的数字仿真和模拟电路的制作和实验, 验证了实验和仿真的结果完全相符, 表明了时滞可以使Lorenz系统产生更复杂拓扑结构的吸引子.     

时滞诱发的忆阻型Hopfield神经网络的复杂动力学

本文研究含时滞的忆阻型环状Hopfield神经网络的稳定性、Hopf分岔以及复杂振荡模式.根据特征方程根分布情况,获得了系统全时滞稳定条件和与时滞相关的稳定条件.通过数值计算揭示了丰富的动力学现象,如多种周期运动和混沌吸引子等,并给出了Poincaré截面上的分岔图.设计了电路实验平台,取得了与理论分析和数值计算高度吻合的实验结果.     

一个超混沌吸引子及其电路实现

文中介绍了一个超混沌系统,该系统是在一个三阶Lorenz系统的基础上引入一个外加状态变量而构成。对该系统的一些基本特性进行分析,并通过计算得到了该系统的Lyapunov指数谱,从而验证系统超混沌的存在性。还设计了一个模拟电子电路,从电路实验中观察到了各种超混沌吸引子。     

饱和函数序列电路的设计及其在多涡卷混沌电路中的应用

以普通运算放大器作为有源器件,设计了饱和函数序列电路,给出了电路频率临界值.将饱和函数序列电路应用于多涡卷混沌电路设计,研究了饱和函数序列幅度、宽度、斜率等参数对多涡卷混沌吸引子相图的影响.设计了基于参数可调的饱和函数序列的混沌电路,研究表明,通过选择合适的参数,可以调控多涡卷吸引子大小和形状.设计的饱和函数序列电路稳定且灵活,有利于其在多涡卷混沌电路中的应用.     

具有共存吸引子的混沌系统及其分数阶系统的镇定

研究一个具有共存吸引子的混沌系统及对应分数阶系统的镇定问题.提出了一个新的具有双翼与四翼吸引子共存的混沌系统,利用Lyapunov指数谱和分岔图对系统的性质进行了分析.借助于拓扑马蹄理论和数值计算,找到了系统的拓扑马蹄,并获得了拓扑熵.构造了相应的分数阶混沌系统,此系统亦存在两个孤立的双翼吸引子以及四翼吸引子且共存的双翼吸引子之间没有重叠.设计了线性反馈标量控制器,此控制器用于分数阶混沌系统的镇定.在控制过程中并未删除系统的非线性项,理论分析与仿真计算表明了该方法的有效性.     

The Switching Fractional Order Chaotic System and Its Application to Image Encryption

Many studies on fractional order chaotic systems and secure communications have been carried out, however, switching fractional order chaotic system and its application to image encryption have not been explored yet. In this paper, a new switching fractional order chaotic system is proposed, containing fractional order Chen system and the other two fractional order chaotic systems. Chaotic attractors and dynamical analysis including Lyapunov exponent, bifurcation diagram, fractal dimension, dissipation, stability and symmetry are shown firstly. After that, some circuit simulations through Multisim are presented. By controlling switch k₁ and k₂, switching among the three fractional order chaotic subsystems can be realized. Finally, we apply the switching fractional order chaotic system to image encryption using exclusive or (XOR) encryption algorithm. The encryption scheme could increase randomness and improve speed of encryption.      

一个新自治混沌系统的动力学分析

为产生复杂的混沌信号用于混沌保密通讯,构造了一个不同于经典的Lorenz系统、Chen系统和L系统的三维连续自治混沌系统,该系统含有二个参数,二个非线性项.利用理论分析和数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图、相图、时间响应和功率谱等非线性动力学分析方法,研究了新混沌系统的一些基本动力学特性.分析结果表明,该混沌系统具有丰富的动力学行为,并能通过一个常数控制器控制到稳定的周期轨道.     

开关变换器周期窗内吸引子共存现象仿真研究

开关DC-DC变换器是一种强非线性系统,存在各种非线性现象,切分叉是其中的一种特殊分叉.开关变换器因切分叉而引发了阵发混沌,阵发混沌使得系统的非线性动力学特性变得更加复杂.对电流控制型Boost变换器中产生的复杂动力学现象进行了仿真研究,揭示了参数变化分叉图中存在着周期窗、周期窗内共存吸引子和不完全倍周期费根鲍姆树等现象,通过构造相应的切分叉离散迭代映射曲线,说明了这些现象都足由于系统发生切分叉后形成的.研究结果对开关变换器的稳定设计具有重要的指导意义.