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。     

并联型忆阻器混沌电路设计

利用磁控忆阻器、电感和电容三个元件并联设计了一种新型忆阻器混沌电路。采用常规的动力学分析方法研究了系统的基本动力学特性,例如相图、平衡点稳定性分析、李雅普诺夫指数谱和分岔图。结果表明该系统产生了一类特殊混沌吸引子,且随系统参数改变,系统可以产生丰富的混沌行为。为验证电路混沌行为,利用Pspice进行了相应的电路仿真,仿真结果与理论分析、数值仿真基本一致。     

混沌动力学系统的神经网络学习控制研究

针对混沌动力学系统建模困难，控制不易实现，存在干扰等特点，在附加动量法的自适应BP网络的基础上，研究了混沌动力学系统的学习控制策略。构建了混沌动力学系统的NN模型和NN控制器，对混沌系统在学习的同时施加控制，仿真实验结果表明，该控制策略具有鲁棒性强，有良好的适应性，网络参数训练时间短等优点。     

三阶非自治铁磁混沌电路的分析及控制

本文对一个LC串并联三阶非自治铁磁混沌电路的混沌动力学行为进行了理论研究和计算机仿真分析。得出几点重要结论：(1)此电路仅含一个由磁通链控制的非线性电感元件，可以作为一个四阶自治扭扩系统来分析。(2)通过计算机仿真验证，证实了该电路确实存在混沌动力学行为。(3)凡是能用本文提出三阶非线性非自治微分方程描述的工程物理系统都具有混沌性质。(4)提出了调整线性参数控制混沌法。     

磁控二氧化钛忆阻混沌系统及其电路设计

忆阻器是一种非线性电子元件,可以作为混沌系统的非线性部分,为了提高混沌系统的信号随机性和复杂度,构建了一个磁控二氧化钛忆阻混沌系统。从系统的对称性、耗散度、平衡点稳定性、Lyapunov指数谱和维数、功率谱、庞加莱截面等方面来研究该混沌系统的内在动力学特性。采用双参数影响下的混沌图和复杂度分析方法得到了系统的最优参数范围,同时搭建了基于Multisim的忆阻混沌电路,采用改进型模块化设计来产生混沌信号。实验仿真结果表明,该忆阻混沌系统在最优参数范围下的多稳态共存特性显著,具有丰富的动力学行为,模拟电路验证了该忆阻混沌系统的可实现性,为进一步研究忆阻器混沌系统在图像、音频、文本保密处理中的应用提供了实验基础。     

改进型文氏桥混沌振荡器：建模、分析 与实验

通过引入二极管—电感并联网络实现了一种改进型文氏桥混沌振荡器。借助于二极管含寄生电容的分段线性模型,有效解决了该混沌电路的动力学建模问题。基于系统模型,研究了系统的平衡点及其稳定性,利用数值仿真和硬件实验手段,揭示并验证了随系统参数变化的动力学行为。结果表明,新提出的改进型文氏桥混沌振荡器有着简单的电路结构,存在混沌和周期等非线性动力学行为。     

参数未知混沌动力学系统滑模变结构同步控制研究

将自适应技术、系统辨识技术应用于混沌动力学系统的同步控制，提出了一种基于参数估计的自适应混沌变结构同步控制方法。针对混沌动力学系统参数未知的情况，根据已知系统的输入输出序列，构造系统的误差方程，并利用误差方程的Jacob矩阵，求解使系统收敛的取值条件，在状态控制器的作用下，使系统中的未知参数逐步逼近精确值，实现具有不同初始点、系统参数未知的混沌动力学系统的同步控制。     

一个具有无限多吸引子共存的新混沌系统的动力学分析及其电路实现

提出了一个新的具有超多稳定性的三维连续自治混沌系统,该系统仅有2个非线性项.对系统的耗散性、平衡点的稳定性进行了定量分析,并利用分岔图、Lyapunov指数、彭加莱截面和吸引子相图分析了系统参数以及初值对其动力学行为的影响.在参数固定的情况下,分析初值变化的分岔图,得到了无限多种共存吸引子.通过采用模拟开关电子元件设计实现了该系统,同时运用Multisim软件仿真了该系统的混沌电路.结论证明电路仿真与数值仿真结果一致.     

基矛MATLAB的PMSM混沌系统仿真

永磁同步电动机是工业领域中常见的电机,它在特定条件下能表现出十分丰富的动力学行为。针对该系统在某些参数下会出现不确定现象,首先用数学方法分析了该系统的数学特征,并在MATLAB环境下,构建了永磁同步电动机系统仿真模型,并对其进行了仿真研究,仿真结果表明该系统在特定条件表现出混沌行为。     

网络参数对混沌联想记忆特性的影响

由于混沌具有随机性、对初始值敏感等特点,网络参数的调整会对其动力学行为产生很大的影响,本文提出了改进的混沌联想记忆神经网络模型,详细探讨了网络参数对混沌神经网络联想记忆特性的影响,分析了这些影响的范围和规律,并且用计算机仿真实验证明了本文的结论.     

Chaos in the Fractional Order Logistic Delay System

In this paper, we study the chaotic behaviors in a fractional order logistic delay system. We find that chaos exists in the fractional order logistic delay system with an order being less than 1. In addition, we numerically simulate the continuances of the chaotic behaviors in the logistic delay system with orders from 0.1 to 0.9. The lowest order we find to have chaos in this system is 0.1. Then we further investigate two methods in controlling the fractional order chaotic logistic delay system based on feedback. Finally, we investigate a lag synchronization scheme in this system. Numerical simulations show the effectiveness and feasibility of our approach.     

微弱信号混沌检测方法的抗噪性能研究

针对混沌检测算法中临界状态不易准确判定,相变判别可能受到噪声影响的问题,首先阐述了基于Duffing方程的微弱信号检测原理,然后对混沌检测算法中噪声对系统输出的影响进行了推导和理论分析,设计仿真实验对复杂噪声条件下混沌系统的检测性能进行了分析。理论分析和仿真实验都表明,混沌系统对各种噪声都具有良好的免疫力,可以应用于强噪声背景下微弱信号的检测。     

混合激励与应变超晶格系统沟道运动的临界特征

从势和场的观点出发讨论了带电粒子在应变超晶格中的运动行为.在经典力学框架内和偶极近似下,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和混合激励项的广义摆方程.利用Melnikov方法讨论了系统的临界性质与混沌行为.结果表明,系统的混沌行为与它的参数有关,适当调节参数,就可以原则上保证系统的稳定性.     

A non-autonomous chaotic system with no equilibrium

Recently, researchers showed that adding a stepwise control pulse to the Sprott C system (with two equilibrium points) can create a translational multi-butterfly attractor. In this research, a sinusoidal control pulse is added to a system with no equilibria. So, a non-autonomous chaotic system with no equilibria is designed and studied. The sinusoidal term causes an extension in the chaotic attractor. Dynamical behaviors of the proposed oscillator are studied. Bifurcation analysis by changing the frequency of the sinusoidal term shows its unbounded solution at some parameters. Also, bifurcation diagram of the oscillator by the force's strength is studied. Lyapunov exponents show that the oscillator has chaotic dynamics in the entire studied interval of force's strength. In addition, circuit implementation shows its feasibility.     

新的三维自治混沌系统及其电路仿真

为了丰富非线性电路领域的研究内容,提出一个新的三维自治混沌系统,构造其数学模型。运用MATLAB对它的相图、Lyapunov指数、庞加莱映射图等复杂动力学特征进行分析研究,证实此三维混沌系统是一个新三维混沌自治系统。通过非线性电路的基本理论,将数学模型转化为电路方程,进而构造出符合该混沌系统的非线性电路,运用Muhisim软件对该电路进行仿真,验证了其真实存在性。     

含无损传输线的约瑟夫森结电磁系统中的分岔与混沌

 建立了含无损传输线的约瑟夫森结电磁系统左端点处电压正向行波分量的一维Poincaré映射模型,运用非线性动力学理论分析了映射定点的稳定性。通过数值计算得到了映射随电压反射系数变化的分岔图,详细分析了系统随参数变化的动态演化过程。结果表明在一定参数条件下,该电磁系统中存在着分岔、混沌、周期吸引子共存、混沌吸引子共存以及周期与混沌吸引子共存等复杂的非线性动力学行为。     

Development of micro computer based mobile random number generator with an encryption application

In this study, an equation is derived by changing the parameter values of a chaotic system in the literature and analyzing its chaotic behavior. In the analysis of chaotic behaviors, chaotic system analyses such as phase portraits, sensitivity to initial conditions, Lyapunov exponential spectrum and dimension analysis, bifurcation diagram with Matlab® software were investigated. The derived equations were embedded into a mobile random number generator (RNG). RNG was developed on the Raspberry Pi 3 Model B microcomputer. It has been shown that the obtained random numbers can be securely used in encryption applications by successfully passing the statistical tests NIST 800-22, FIPS 140-1 and ENT. An image encryption application with the generated random numbers was implemented on the Raspberry Pi 3 Model B microcomputer. Finally, the encrypted image was subjected to security tests such as histogram analysis, correlation and entropy coefficients, correlation card, NPCR, UACI utilizing MATLAB software. The performance and reliability of the encryption algorithm were also measured. This paper improves the current state of art as it implements chaotic random number generation algorithm in a small footprint micro computer.     

The multi-scroll hyper-chaotic coexistence attractors and its application

Applying a chaotic system to digital image communication is an effective way to resist the attack of intelligent system with strong computing power. However, the traditional chaotic systems lack more complex dynamic behavior that is very valuable for a series of applications. Based on Lorenz system, this study proposes a hyper-chaotic system with multi-scroll coexistence attractors by using a piecework function. Through bifurcation diagram and Lyapunov exponents, we analyzed the dynamic behavior of the system, and observed multi-scroll coexistence attractors in the numerical simulation. The results show that compared with the traditional chaotic attractor, multi-scroll coexistence attractor has more complex structure and dynamic behavior. Furthermore, we design a cryptosystem based on this system for the digital image. Scrambling and diffusing images with the sequence of multi-scroll coexistence attractors can destroy the correlation of adjacent pixels and hide the information of all pixels. Theoretical analysis and simulation on key space, histogram, information entropy, key sensitivity and pixel correlation show that the encryption scheme is feasible and secure.     

四相混沌扩频序列的优选与仿真

根据复数处理的四相异步码分多址系统的特点，分析了四相扩频序列的性能准则，提出了混沌扩频序列的优选方法。通过对大量不同初值的混沌序列进行筛选，得到了性能优异的混沌扩频序列组，混沌优选序列数目多，并且都是平衡序列。采用Monte Carlo的方法，在AWGN信道下，分别采用混沌优选序列和一类四相准最优序列作为扩频序列，对复数处理的异步码分多址系统进行了仿真。结果表明，优选的混沌序列在抗多址干扰方面与准最优序列非常接近，而在抗码间串扰方面体现出明显优势。     

一个新的超混沌系统及其电路实现

通过对一个光滑三维二次混沌系统上引入一个新的状态反馈控制器,构造出一个新的四维超混沌系统。详细地分析了该系统平衡点的性质、超混沌吸引子相图、Lyapunov指数和分岔图等基本动力学特性。数值模拟结果表明,新的四维系统能随着参数变化呈现出周期态、拟周期态、混沌态和超混沌态等丰富的动力学行为。最后设计了硬件电路实验,也很好的证实了相关结果。