混沌测量中的噪声抑制

利用混沌系统的初值敏感性进行小信号测量是一种很好的有应用潜力的方法,可混沌系统也同样对干扰敏感,某一初值对应的混沌轨道会由于电路中的噪声产生偏离,从而造成测量误差.本文提出了一种减少测量噪声的方法.通过混沌电路的耦合使耦合轨道相互靠近,从而抑制噪声.实验研究表明该方法对混沌测量抑制噪声是有效的.     

超混沌系统的电路仿真及其自适应同步

对已提出的超混沌 Lü系统进行改进,构造研究一个新四维动力系统.对其进行复杂动力学分析,表明该系统含有超混沌吸引子.给出该系统的电路原理图,利用电路仿真得到与数值仿真完全相符的动力学行为.通过设计自适应控制器,将新超混沌系统的混沌轨道镇定到平衡点,并构造了自适应同步的驱动和响应系统,利用MATLAB仿真实现两个初值不同的新超混沌系统同步.结果表明,自适应同步与控制方法控制超混沌动力系统的有效性和可行性.     

多变量耦合实现双环掺铒光纤激光器混沌同步

根据双环掺铒光纤激光器的理论模型,提出多变量单向耦合法实现混沌同步,对主从系统模型进行数学推导,研究不同参数条件下双环掺铒光纤激光器的混沌同步,得到实现混沌同步的条件,并在Simulink平台下动态仿真。结果表明,衰减系数不同的两个双环掺铒光纤激光器,主激光器通过定向耦合器驱动从激光器,主从系统可以实现精确混沌同步,且随着反馈强度的增大,实现系统混沌同步的时间越短,反馈强度的取值范围由衰减系数和耦合系数确定;选取不同的系统初值,主从系统可实现混沌同步,系统初值对达到混沌同步时间的影响可忽略不计;在主从系统中引入随机高斯噪声,主从系统仍可实现较好的混沌同步。     

基于混沌系统的图像加密算法研究

混沌系统以其轨道发散性、初值敏感性、白噪声、遍历性等特性,非常适用于图像加密算法。基于混沌系统的图像加密算法是目前计算机保密研究领域的重要研究方向之一,本文通过对混沌系统等的概述以及设计一个基于混沌系统图像加密算法的实例进行简单论述,进一步说明混沌系统对图像加密算法的适用性。     

基于初值敏感性混沌弱信号检测的性能研究

混沌微弱信号检测研究是当前在时域检测信号的新方法,该文通过仿真计算研究了Duffing振子检测弱正弦信号的性能.首先分析了Duffing方程的运动状态,指出利用初值敏感性进行混沌弱信号检测时背景噪声必然对过渡过程产生影响;为分析噪声的影响,研究推导了连续系统仿真输入噪声的生成表达;仿真试验结果表明系统的最终运动状态跟随噪声强度的变化,由试验结果分析得出Duffing弱信号检测的最低信噪比,为混沌弱信号的实际应用提供指导.     

基于混沌的最佳压制干扰噪声源设计

基于混沌的初值敏感性、伪随机性和类噪声性以及最佳压制干扰信号的特征,提出了基于混沌的最佳压制干扰噪声源设计方法.与现有的干扰噪声产生方法相比,该方法具有结构简单、易于模块化实现、可控性和可再生性好等优点.理论分析与仿真结果表明:基于混沌的最佳压制干扰噪声能有效地干扰脉冲压缩雷达.     

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.     

基于LabWindows/CVI虚拟白噪声仿真仪的设计

正随着对混沌技术认识的加深,混沌在很多领域都得到了广泛深入的研究。在测控领域内,混沌的研究也得到了广泛的认同。产生白噪声所需要的设备极其复杂,用伪随码产生白噪声还存在伪周期,而结合混沌的貌似噪声,且状态在某一范围内永远不会重复的遍历性,可以看出用混沌产生的白噪声不会存在周期性,并且是一种较好的产生白噪声的方法。再者,混沌的初值敏感性也使得在测控领域中应用混沌技术创建新的测试原理和方法,成为研究和探索的新课题。     

耦合映象格子中时空混沌的关联控制

本文提出了一种基于改善混沌信号关联性的时空混沌控制方法.通过改善混沌信号的关联程度,时空混沌系统能被快速地控制至平衡点或周期轨道.文中首先给出了数学分析,以耦合映象格子为例,给出了仿真实验研究.实验结果表明,在平均控制步数的意义下,较之传统的混沌控制方法而言,此方法能将时空混沌系统更加快速地控制到目标轨道.     

噪声对信号混沌特性的影响研究与分析

基于Lorenz混沌系统模型,用小数据量方法计算研究了噪声对信号混沌特性的影响.通过对不同信噪比下的混沌吸引子及相关参数仿真结果进行深入对比分析与研究,得出结论:噪声强度增加,时间延迟减小,嵌入维数增加,Lyapunov指数波动变大,信号混沌特性变弱,混沌系统的可预测时间减小,使混沌信号重构更困难.对抑制混沌信号噪声方...     

Design of a tensile-type 3-D multi-scroll chaotic system and its application in secure communication

A kind of tensile-type 3-D multi-scroll chaotic attractor based on Chua's circuit was successfully designed. The chaos generation mechanism was studied by analyzing the symmetry and invariance, the existence of the dissipation, as well as the system equilibrium and stability. Then, some basic dynamical properties, such as Lyapunov exponents, fractal dimension, chaotic dynamical behaviors of the new chaotic system were introduced, either numerically or analytically. At the same time, the chaotic circuit of this system was realized by PSPICE. Finally, based on Lyapunov theorem and unidi-rectionally coupled method, the synchronization of the chaotic system has also been investigated. With this approach, the novel system can be applied to secure communication, which can achieve the purpose of covering specific signals. The experimental results are in agreement with numerical simulation results, which verifies the availability and feasibility of this method.     

A novel image encryption scheme based on a linear hyperbolic chaotic system of partial differential equations

Compared with general chaotic systems, a linear hyperbolic chaotic system of partial differential equations with nonlinear boundary conditions has larger parameter space, stronger sensitivity to initial condition and control parameter, better random-like behavior and so on, but it has not been employed in cryptography so far. Then using its significant properties, we present a new cryptosystem with coupled map lattices and time-varying delay. The proposed image encryption algorithm with permutation–diffusion architecture can overcome some drawbacks in the existing methods, because the sum of pixel value of original image is used for determining the permutation parameters and the previous cipher image information is utilized in the next diffusion. Theoretical analysis and computer experiments confirm that the new algorithm is efficient, practicable, and reliable, with high potential to be adopted for network security and secure communications.     

基于耦合映象格子的图像分割方法

为了实现图像的自适应多级分割,利用混沌动力学系统对初值的敏感性和全局耦合映象混沌同步的特点,提出了一种基于耦合映象格子的图像分割方法.方法对每个灰度等级构建全局耦合映象,建立灰度等级间关系矩阵和灰度等级更新模型,通过全局耦合映象混沌同步过程完成灰度等级的自适应聚类.实验结果表明方法对中间类灰度等级聚类具有很好的鲁棒性,分割过程不需要人工干预,并且具有较强的灵活性,优于阈值分割和边缘检测的图像分割方法.     

基于混沌神经网络的并行哈希函数

结合陈氏混沌系统和神经网络的特点,提出一种新的带密钥单向哈希函数的构造方法。该方法利用陈氏混沌系统复杂的动力学特性及神经网络良好的压缩性,构造一种具有并行特性的消息哈希函数。结果表明,新方法具有较好的数据处理能力,很好的单向性、初值敏感性和较高的效率。     

基于时空混沌的图像分割算法

为了实现图像的自适应多级分割,利用混沌动力学系统对初值的敏感性和时空混沌中全局耦合映像混沌同步的特点,提出了一种新的基于时空混沌的图像分割算法.新算法对每个灰度等级构建全局耦合映像,建立灰度等级间关系矩阵和灰度等级更新模型,通过全局耦合映像混沌同步过程完成灰度等级的自适应聚类.实验结果表明:算法对中间类灰度等级聚类具有很好的鲁棒性,分割过程不需要人工干预,并且具有较强的灵活性,优于阈值分割和边缘检测的图像分割方法.     

一种具有多对称同质吸引子的四维混沌系统的超级多稳定性研究

该文在一个经典3维混沌系统的基础上提出一个新的具有超级多稳定性的4维混沌系统。新系统具有一个线平衡点,可以产生无限多对称的同质吸引子。通过相轨图和庞加莱截面等方法分析了系统的混沌特性。重点利用相轨图、分岔图和Lyapunov指数谱等方法分析了初始条件对系统超级多稳定性的影响,分析表明该系统具有很大的初值变化范围,除零点外恒定的Lyapunov指数谱,中心对称的离散分岔图。进一步地,该文研究了系统初值对称性与吸引子对称性的关系,不同于现有混沌系统中的对称吸引子,该系统可以产生无限多对称的同质吸引子。最后,利用电路仿真软件搭建模拟电路捕捉该系统的混沌吸引子,其结果验证了数值仿真的正确性。     

一种高安全性的复合混沌序列的性能研究

基于Logistic型混沌序列及Chebyshev型混沌序列构造出一种新的复合型混沌序列。对该复合型混沌序列的初值敏感性和复杂度等混沌性质以及平衡性、相关性等扩频性能进行了仿真研究。仿真结果表明,该复合型混沌序列有着更强的初值敏感性和更高的复杂度;除此之外,该复合型混沌序列在平衡性、自相关、互相关方面性能不仅优于原混沌序列,而且与应用在GPS系统中的P码相比,在相关性性能方面也有优势。本文提出一种序列优选方式,通过该优选方法选出的复合型混沌序列数目比Logistic型和Chebyshev型混沌序列的优选序列数分别多出31%和67%。该复合型混沌序列是一种安全性高,扩频性能优良,生成简单,序列数目众的扩频码片。     

Logistic chaotic sequence generator based on physical unclonable function

Logistic nonlinear chaotic system has many good characters such as initial value sensitivity and topological mixing in the some parameter condition,which is used to create the random sequence signal generator.Because of the attributions of randomness and uniqueness even under the exact,the same circuit layouts and manufacturing procedures,there is still an instinct unclonable difference in each integrated circuit.Therefore,a new sequence stream generator was proposed based on Logistic chaotic system and physical unclonable function designed by double output look-up-table (LUT).The output of the Logistic sequence generator was associated with a specific physical circuit.This kind of sequence generator could resist an attack such as the replication of the keys of the system.The system was designed and tested on the Xilinx FPGA board.The results show that the same architecture of the circuit and the same config file operated on the different FPGA developing board can generate the total different random chaotic sequence stream and improve the randomness of the stream.     

利用耦合时延增强激光混沌系统安全性能研究

安全性是混沌通信中的重要问题。基于一个外光反馈半导体激光器驱动两个互耦合激光器的混沌通信系统,研究激光混沌系统中反馈时延与耦合时延特征,并应用龙格-库塔法进行动态仿真。重点分析了当调节一些可控参数(耦合时延和驱动强度)时,能够改变两耦合激光器输出自相关函数中反馈时延和耦合时延幅值的差异,以此掩藏反馈时延,从而得出更优载波。仿真结果说明利用耦合时延可以增强激光混沌系统的安全性。最后给出了在优化载波后系统同步质量的讨论。