基于线性控制器的时滞混沌系统同步与数字电路实现

以Lorenz时滞混沌系统为研究对象,基于Lyapunov-Krasovskii泛函理论,设计了一组线性控制器实现混沌同步. 所设计的控制律简单,鲁棒性强并且易于实现. 为验证所提出的控制算法的有效性,基于DSPbuilder设计了时滞混沌系统的数字电路,并在数字电路上完成了混沌系统的同步仿真. 仿真结果表明所设计的控制器取得了很好的控制效果.     

基于DSP Builder的四维时滞混沌系统数字电路设计与仿真

以Lorenz混沌系统为基础,通过线性反馈扩展系统维数,设计一个四维混沌系统,分析系统的动力学特性。在引入时滞量后,进一步观察这个系统的动力学行为。为了克服模拟电路设计混沌系统的固有缺陷,将混沌系统进行离散化处理,提出基于DSP Builder软件设计时滞混沌吸引子的方法。通过数字电路的优化设计,参数的合理配置,该系统的信号幅度控制合理,计算机仿真结果表明在DSPBuilder下与MatLab下结果一致,从而使得基于FPGA混沌系统的开发变得快速、便捷,具有实际应用价值。     

参数不确定的异时滞混沌系统的延时同步控制

构建一个新三维混沌系统,通过对系统非线性动力学特性进行分析,证实了系统的混沌特性并确定其混沌吸引子的存在,电路仿真说明了该混沌系统的物理可实现性。设计了该混沌系统的异时滞混沌系统,数值分析和电路仿真表明了异时滞混沌系统的物理可实现性。对一类参数不确定的时滞混沌系统的自适应延时同步进行讨论,以Lyapunov-Krasovskii泛函为理论基础,设计了时滞延时同步控制器,从理论上证明了当控制参数矩阵[K]满足[K-nE]为正定矩阵时,驱动系统与响应系统趋于同步,数值仿真表明了异时滞延时同步方法设计的普适性和有效性。     

分数阶时滞复Lorenz混沌系统的控制与同步

基于分数阶时滞非线性系统稳定性理论,设计线性反馈控制器,实现分数阶时滞混沌系统的控制;基于矩阵配置控制器的设计方法,利用时滞分离法,实现参数未知的分数阶时滞混沌系统的同步。以分数阶时滞复Lorenz系统为例进行了研究,分别分离原系统各个变量的实部和虚部,将其转化为分数阶时滞非线性系统,研究其混沌特性,实现了混沌系统的控制以及利用矩阵配置控制器的设计方法实现了参数未知的混沌系统的同步,数值仿真验证了结果的有效性,易于工程实现。     

改进型广义Lorenz系统的微控制器电路实现

针对用模拟电路实现的混沌系统存在参数离散性大、调试复杂、电路通用性差等缺点,在综合改进型广义Lorenz系统及其折叠吸引子特性的基础上,提出基于微控制器数字电路设计与实现三维改进型广义Lorenz系统.采用Euler算法对改进型广义Lorenz系统的连续状态方程进行了离散化处理,建立了适合微控制器实现的运行算法,通过软件编程获得了数字电路实验输出.实验结果与数值仿真结果完全一致,表明了基于微控制器数字电路实现混沌系统的可行性,生成的数字混沌系统具有较好的通用性、软件可移植性,该设计思路可推广到一般的或高维的混沌系统电路的设计与实现.     

Lorenz系统族的自时滞混沌同步研究

基于Lyapunov-krasovskii泛函理论,研究了Lorenz系统族的自时滞混沌同步问题.理论上对误差系统进行分析,设计出简单通用的时滞同步控制器.通过数值仿真可知,同步收敛速度与控制器的控制参数有密切关系,在给定控制参数的条件范围内系统能达到较满意的同步效果.实验结果表明该方法对一类混沌系统的自时滞同步具有现实可行性.     

一类混合延迟混沌神经网络的同步

时滞混沌神经网络系统是解空间为无穷维系统,可生成多个正向Lyapunov指数,产生具有高度随机性和不可预测性的混沌甚至超混沌序列,这种特性使得时滞混沌神经网络系统特别适用于保密通信中,混沌同步是保密通信中的关键技术。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)方法,研究了一类具有时变延迟和分布式延迟的混沌神经网络系统的同步问题,考虑系统的内部参数不确定性和外部干扰及混合时滞等因素,将系统时滞项加入所设计的控制器中,给出了保证误差系统的全局均方渐近稳定的充分条件和控制律,实现驱动系统和响应系统的同步。与其它方法相比,所设计的含有时滞项的控制器提高了系统误差精度及反应速率。最后,通过仿真实例,验证了所提方法的有效性。     

基于参数辨识的自适应时滞混沌系统同步

在同步控制器的研究中,估计系统的未知参数是实现混沌同步必须解决的关键技术,研究参数不确定情况下为了时滞混沌系统的同步.根据Lyapunov-krasovskii泛函理论,研究了一类参数不确定的多维时滞混沌系统同步问题.采用参数辨识与自适应技术,通过数学推导证明,分别设计了时滞同步控制器和参数自适应律.以三维和四维时滞混沌系统为例,通过仿真,证明系统能达到较满意的同步效果,并且未知参数能够得到较好的辨识,说明设计方法具有有效性和普适性.     

蔡氏电路方程的离散化与数字电路实现*

本文提出了一种蔡氏电路方程的数字电路实现方法。利用欧拉算法、改进型欧拉算法和四阶龙格-库塔算法进行离散化近似处理,分别得到了一般混沌系统的离散迭代模型,由此导出了蔡氏电路方程在不同近似精度下的离散迭代模型。基于微控制器实现的混沌系统嵌入式数字集成平台,生成了所期望的蔡氏混沌信号,并比较了基于不同算法的蔡氏电路方程的数字电路实现的性能。数值仿真和数字电路实验结果与蔡氏混沌电路结果一致,验证了本文数字电路实现方法的可行性。     

不确定参数时滞混沌系统的自适应反同步

研究超混沌系统的反同步问题,针对一类异结构参数不确定存在时滞超混沌系统的反同步问题,提出了一种设计控制律的新方法.以李雅普诺夫稳定性理论为基础,通过自适应控制法设计了非线性控制器和参数自适应律,实现含不确定参数的时滞混沌系统的反同步控制,并运用拉萨尔不变集理论建立的李亚普诺夫稳定性原理证明了误差系统是渐近稳定的.最后,利用MATLAB对超混沌Lu系统与超混沌Chen系统的数值仿真,验证了所提出方法的有效性和正确性.     

基于混沌映射的随机数产生器

在分析了利用分段线性混沌映射产生随机数原理的基础上，给出了一种基于混沌的随机数产生器结构，设计出了基于此结构的数一模混合电路。在设计过程中很好地解决了混沌映射的初始值设定问题，并采用校正电路减小了所得序列的冗余度，改善了相关性。最后利用Cadence工具对电路进行了仿真，仿真结果表明方法是有效的。     

Hybrid state-space fuzzy model-based controller with dual-ratesampling for digital control of chaotic systems

We develop a hybrid state-space fuzzy model-based controller with dual-rate sampling for digital control of chaotic systems. A Takagi-Sugeno (TS) fuzzy model is used to model the chaotic dynamic system and the extended parallel-distributed compensation technique is proposed and formulated for designing the fuzzy model-based controller under stability conditions. The optimal regional-pole assignment technique is also adopted in the design of the local feedback controllers for the multiple TS linear state-space models. The proposed design procedure is as follows: an equivalent fast-rate discrete-time state-space model of the continuous-time system is first constructed by using fuzzy inference systems. To obtain the continuous-time optimal state-feedback gains, the constructed discrete-time fuzzy system is then converted into a continuous-time system. The developed optimal continuous-time control law is finally converted into an equivalent slow-rate digital control law using the proposed intelligent digital redesign method. The main contribution of the paper is the development of a systematic and effective framework for fuzzy model-based controller design with dual-rate sampling for digital control of complex such as chaotic systems. The effectiveness and the feasibility of the proposed controller design method is demonstrated through numerical simulations on the chaotic Chua circuit     

Design of globally stable controllers for a class of chaotic systems

A simple method to design chaos suppressors for a class of chaotic systems that can be decomposed into a linear subsystem and a nonlinear subsystem whose states can be decoupled is presented. The method yields a constant state feedback controller and global stability of the controlled system. The proposed methodology is demonstrated on three well-known chaotic systems, the third-order Chua circuit, the fourth-order hyperchaotic Chua circuit and the hyperchaotic Ro¨ssler oscillator.     

Chaos generator for secure transmission using a sine map and an RLC series circuit

This paper deals with the model analysis of a chaos generator for secure transmission. In this proposed system discrete value signals and continuous value signals are used together and are interacting one another. The main advantage of this system is that a discrete chaotic map can be implemented in the digital circuit with many parameters, and initial condition can be set with a great accuracy. Also, the problem of periodicity which is always encountered in any fully discrete systems can be avoided. A chao...     

混沌系统不稳定平衡点的镇定及其在蔡氏电路中的应用

基于混沌系统的遍历性和状态PI调节器理论, 提出一类混沌系统不稳定平衡点的镇定和设定点跟踪新方法, 给出用于控制器参数设计的Lyapunov矩阵不等式. 对于分段线性混沌系统, 如蔡氏电路, 可通过控制理论中的极点配置技术来设计控制器参数. 该方法对系统参数变化具有很强的鲁棒性, 能够消除外部定值扰动. 将该方法用于蔡氏混沌电路不稳定平衡点的镇定, 取得了满意的结果.     

混沌吸引子及FPGA实现

提出了一个混沌系统,并利用理论和数值仿真的方法对系统的基本特性进行了分析。通过Lyapunov指数谱和分岔图,对系统在混沌、拟周期和周期轨之间的转换进行了分岔分析。为验证系统的混沌行为,在Matalab的Simulink下,利用DSP Builder设计了一个电路,并把它转换成VHDL语言程序,利用Quartus II下载到硬件电路中进行了实验,实验结果与计算机仿真结果完全一致。提出了一种基于FPGA平台和EDA开发工具的实现混沌吸引子的新方法。     

Chen氏系统的标度化设计及其硬件实现

为了使混沌系统得到有效的利用,提出了一种基于Chen氏系统的标度化设计方法。对Chen氏系统进行比例变换和微分〖CD*2〗积分变换,并详细分析了标度化Chen氏系统的特性;以标度化系统为模型用普通电路模块搭建标度化Chen氏混沌电路;对标度化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。理论分析与电路实验结果表明该方法可以直接应用于工业生产。     

利用相空间轨迹产生混沌脉冲序列的方法研究

在混沌理论的基础上,提出了利用具有伪随机性的混沌相轨迹产生混沌脉冲序列的方法．利用连续混沌系统生成了混沌脉冲序列,解决了利用一般离散混沌系统所产生的混沌序列模型简单、周期短、数字退化、易跟踪等问题．该方法产生的混沌序列应用于保密通信中,可以提升混沌密钥的伪随机性,实现无限长周期．仿真结果证明了本文提出方法的可行性．     

Analysis of nonlinear dynamics and chaos in a fractional order financial system with time delay

In this paper, a delayed fractional order financial system is proposed and the complex dynamical behaviors of such a system are discussed by numerical simulations. A great variety of interesting dynamical behaviors of such a system including single-periodic, multiple-periodic, and chaotic motions are displayed. In particular, the effect of time delay on the chaotic behavior is investigated, it is found that an approximate time delay can enhance or suppress the emergence of chaos. Meanwhile, corresponding to different values of delay, the lowest orders for chaos to exist in the delayed fractional order financial systems are determined, respectively.     

基于自适应无源化的蔡氏电路混沌同步

根据蔡氏电路混沌系统的特点,得出了蔡氏电路混沌驱动系统与响应系统的误差系统.根据混沌系统的同步条件,可将混沌的同步问题转化成为误差系统的稳定性问题,即使混沌同步误差系统渐近稳定以实现混沌同步控制.针对蔡氏电路混沌系统的误差系统,采用自适应无源化方法,设计了使同步误差系统渐近稳定的具有自适应功能的反馈镇定器.该控制方法实现了2个蔡氏电路混沌系统同步,仿真研究验证了该方法的有效性.