Willamowski-R?9ssler系统混沌行为的数值仿真及控制与同步研究

模拟了Willamowski-R9ssler化学系统经倍周期分岔进入混沌,以及由混沌退化到周期态的全过程.给出了分岔图与最大Lyapunov指数谱和庞加莱截面及功率谱和返回映射图,仿真结果揭示了该系统混沌行为的普适特征.设计了自适应控制器和非线性控制器,通过理论分析及数值仿真实现了对其无量纲化系统的控制.采用驱动-响应的同步方法实现该系统的全局指数同步,数值仿真结果表明该方法是有效的.     

电磁场效应下HR神经元的全局分岔与参数辨识

详细分析了在磁通变量和电场变量共同作用下五维Hindmarsh-Rose(HR)神经元模型的全局分岔行为.通过数值仿真的方法,做出该神经元系统的双参数分岔图、峰峰间期(ISI)分岔图和最大Lyapunov指数图,发现该系统在双参数平面上具有倍周期分岔、逆倍周期分岔、加周期分岔等分岔模式以及呈"锯齿状"的混沌结构.此外,基于Lyapunov稳定性理论以及自适应同步的方法,以混沌态时的系统为驱动系统,构建对应的响应系统,选择合适的控制器,实现了驱动系统与响应系统的同步,并辨识出未知参数.数值模拟证明了此方法的有效性和可行性.     

新超混沌系统的动力学行为及自适应控制与同步

分析了一个新混沌系统的超混沌动力学行为,给出了这个未知参数的超混沌系统的自适应控制和同步问题的数值模拟结果.运用相图、分岔图、Lyapunov指数谱和庞加莱截面图,返回映射和功率谱等揭示了系统混沌行为的普适特征,基于Lyapunov稳定性理论,采用自适应控制方法将系统的混沌运动控制到一个不稳定的平衡点.此外,设计自适应控制律以实现超混沌系统的状态同步,仿真结果表明所提出的方法的有效性.     

新超混沌系统的动力学行为及自适应控制和同步

分析了一个新混沌系统的超混沌动力学行为,给出了这个未知参数的超混沌系统的自适应控制和同步问题的数值模拟结果.运用相图、分岔图、Lyapunov指数谱和庞加莱截面图,返回映射和功率谱等揭示了系统混沌行为的普适特征,基于Lyapunov稳定性理论,采用自适应控制方法将系统的混沌运动控制到一个不稳定的平衡点.此外,设计自适应控制律以实现超混沌系统的状态同步,仿真结果表明所提出的方法的有效性.     

多翼统一混沌系统的自适应同步及反同步

研究一种多翼统一混沌系统的同步及反同步问题,这种统一混沌系统将多种多翼混沌系统结合起来,通过调节系统参数可产生不同类型的混沌吸引子。分析多翼混沌系统中新发现的四维混沌系统的动力学特性,这种四维混沌系统可以产生一种形状似蝙蝠的吸引子。通过对系统的相图、李雅普诺夫指数谱和分岔图等动力学行为进行分析和数值仿真,验证了该系统具有丰富的混沌特性。通过Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,设计合适的非线性反馈控制器以及参数自适应率,实现该混沌系统的自适应同步。利用扩维的方法,实现不同维数的非同族混沌系统间的自适应反同步,在MATLAB中进行数值仿真,验证了所设计控制器和给出的参数自适应率的有效性和可行性。     

强迫布鲁塞尔振子动力学行为和全局指数同步的数值仿真

用Matlab软件数值模拟了系统分歧和混沌等的动力学行为发生的全过程,基于最大Lyapunov指数谱、分岔图、庞加莱截面以及功率谱和返回映射等仿真结果揭示了此系统混沌行为的普适特征.采用线性反馈同步控制方法实现该系统的全局指数同步.用Lyapunov第二方法从理论上证明了该同步方法的有效性.同时对同步系统进行仿真,验证了方法的有效性.     

四维超Jerk系统的分岔特性及同步控制研究

研究具有双翼混沌吸引子的四维超Jerk系统的分岔特性和混沌路径,并设计有效的自适应反馈控制器实现该系统的全局指数同步.通过相图、Poincaré映射图、分岔图和Lyapunov指数谱等揭示系统的混沌特性,并得到系统进入混沌的主要路径是逆倍周期分岔和大幅度的周期振荡.将高维分岔理论和扰动方法应用于该系统的动力学分析中,建立分岔点处参数之间的精确关系,进一步得出产生的周期轨道的稳定性及其近似解表达式.基于自适应同步理论,提出一种实现混沌系统完全同步的方案.数值模拟结果表明所提出机制的可行性和有效性.本文可为此类系统在混沌加密领域内的实际应用提供理论参考.     

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.     

一个新超混沌系统及其线性反馈控制

为提高混沌吸引子的拓扑结构的复杂性,构造了一个新的四维超混沌系统.用数值模拟的方法研究了该系统的超混沌吸引子的相图、系统的分岔图、Lyapunov指数谱图和Lyapunov维数等.分析结果表明,新的四维系统当参数满足一定条件时,具有两个正的Lyapunov指数,是一个超混沌系统,系统的分岔图与Lyapunov指数谱是完全吻合的,随着参数变化呈现周期、混沌及超混沌动力学行为.利用线性反馈控制法镇定了超混沌系统的不稳定平衡点,数值模拟结果表明该方法的可行性和有效性.     

一个新三维混沌电路设计及其同步控制

在Bao系统的基础上构建一个新的三维混沌系统。通过理论分析与数值仿真,研究该混沌系统的动力学特性,如系统耗散性和平衡点稳定性、Lyapunov指数谱和分岔图、Poincare截面和0-1测试运动轨迹等,结果表明该系统具有丰富的混沌动力学特性。通过谱熵复杂度和C0复杂度,分析不同参数下系统的复杂度大小,从而找到复杂度最高的参数取值范围。最后,采用非线性反馈同步法与线性反馈控制方法实现混沌系统同步,根据系统的最大Lyapunov指数确定线性同步控制的参数范围,并利用Multisim软件进行电路仿真,且仿真结果与数值分析完全一致,从而验证了新三维混沌电路同步控制的可行性,为混沌系统应用于同步保密通信领域提供了实验基础。     

应用Simulink动态仿真方法研究混沌保密通信

计算机动态仿真是混沌应用研究的重要方法.该文介绍了Matlab环境下Simulink的可视化建模与动态仿真步骤;应用Simulink动态仿真方法,分别对统一混沌系统的动力学特性、统一混沌系统的驱动-响应同步控制方法和基于该同步方法的混沌掩盖保密通信原理进行了仿真研究.研究表明,Simulink动态仿真方法具有模型搭建灵活、结果输出直观和系统性能影响因素可控的特点.最后,对动态仿真过程中出现的热点问题,如仿真结果分析、提高仿真速度等进行了讨论.     

粘弹性传动带的分岔特性和混沌振动分析

研究了粘弹性传动带横向振动的分岔特性和混沌动力学行为．将传动带视为沿轴向运动的抗弯刚度较 小的粘弹性梁模型,同时考虑变形的几何非线性和材料的非线性因素,运用弹性力学方法建立了其横向振动 的偏微分方程,利用 Galerkin 方法得到了时空坐标解耦的二阶非线性动力学方程,重点探讨了带速波动对系统 动态特性的影响．采用数值方法对系统的运动响应进行仿真,分岔图和 Poincaré图表明：随着平均带速和波动 幅值的变化,系统出现周期振动和混沌振动,倍周期分岔是产生混沌振动的途径．     

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.     

基于最大Lyapunov指数的行星齿轮传动系统混沌特性分析

为了分析行星齿轮系统的混沌特性,基于集中参数理论,考虑时变啮合刚度、齿隙和综合啮合误差等非线性因素,建立行星齿轮系统扭转振动模型.采用Runge-Kutta数值解法求解振动方程,利用分岔图和最大Lyapunov指数图分析系统随各种参数变化的分岔与混沌特性.数值仿真得出:随激励频率的增加,系统首先从周期运动进入阵发性混沌,再通过逆倍化分岔由混沌回到周期运动,之后再次通过跳跃激变和倍化分岔由周期运动进入混沌运动,最后通过逆倍化分岔稳定到1周期运动.随阻尼比的增加,系统通过逆倍化分岔由混沌运动进入周期运动.随综合啮合误差幅值、齿隙和刚度幅值分别增加的三种情况下,系统都是通过倍化分岔由周期运动进入混沌运动.随荷载的增加,系统通过跳跃激变和逆倍化分岔由混沌运动进入周期运动.以上分析结果可为行星齿轮系统参数设计提供理论依据.     

数字混沌信号发生器的设计与实现

为产生新的数字混沌伪随机序列,构造了一个新的混沌系统。利用理论分析和数值仿真的方法对系统的一些基本特性,如耗散性、平衡点、稳定性、Lyapunov指数、分叉进行了详细分析,通过设计一个模拟混沌电路验证了系统的混沌性。在此模拟电路的基础上,设计了一个由集成运放构成的电压比较器来量化这个模拟混沌信号,在实验中获得了数字伪随机序列。这种产生数字混沌序列的方法可应用于保密通信和信息加密之中。     

一类弦-梁耦合非线性振动系统的动力学数值模拟研究

本文研究了一类具有参数激励和外激励弦-梁耦合非线性系统.首先,运用多尺度法分析弦-梁耦合非线性系统的响应,求得系统平均方程.其次,基于求得的方程,以系统的阻尼系数作为分叉参数,并对系统平衡点的稳定性进行分析,得到平衡点的分叉曲线.为了验证理论预测的正确性数值模拟了不同分叉参数下的相空间轨线.利用四阶龙格库塔方法验证了弦-梁耦合非线性系统混沌运动的存在性,从数值模拟看出系统存在单倍周期运动、多倍周期运动和混沌运动.     

An Exponential Chaotic Oscillator Design and Its Dynamic Analysis

After years of development, chaotic circuits have possessed many different mathematic forms and multiple realization methods. However, in most of the existing chaotic systems, the nonlinear units are composed of the product terms. In this paper, in order to obtain a chaotic oscillator with higher nonlinearity and complexity to meet the needs of utilization, we discuss a novel chaotic system whose nonlinear term is realized by an exponential term. The new exponential chaotic oscillator is constructed by adding an exponential term to the classical Lü system. To further investigate the dynamic characteristics of the oscillator, classical theoretical analyses have been performed, such as phase diagrams, equilibrium points, stabilities of the system, Poincaré mappings, Lyapunov exponent spectrums, and bifurcation diagrams. Then through the National Institute of Standards and Technology (NIST) statistical test, it is proved that the chaotic sequence generated by the exponential chaotic oscillator is more random than that produced by the Lü system. In order to further verify the practicability of this chaotic oscillator, by applying the improved modular design method, the system equivalent circuit has been realized and proved by the Multisim simulation. The theoretical analysis and the Multisim simulation results are in good agreement.      

一类金融市场模型的混沌控制

针对一类非线性金融市场模型,研究了其Hope分岔条件,在此基础上对系统的混沌行为进行了控制。首先利用谐波平衡法和分岔理论获得了系统Hope分岔的充分条件,然后采用周期激励法和恒定外激励法,将系统的混沌行为有效控制到稳定的周期轨道,并与金融市场相结合,说明混沌的产生与金融危机之间的关系,并由此得出为了防止金融危机的爆发,应该采取的相应的措施,并给出了相应的仿真。