蔡氏混沌电路在Multisim软件中的设计与仿真

经典的蔡氏电路是一个简单混沌电路,能够产生丰富的混沌现象,然而该电路的系统参数基本上是固定的,不同混沌电路之间的电路不具备通用性。基于此,本文提出在Multisim仿真软件上通过模块化的设计方法重构蔡氏混沌电路,利用常见的运算放大器、电阻、电容电子元件组成混沌系统的线性部分,着重介绍了如何利用多个二极管实、运放等实现复杂绝对值非线性函数,并给出蔡氏混沌电路相应的硬件仿真结果。     

DC-DC Buck变换器中的混沌现象分析

DC-DC Buck变换器在满足一定条件时,随着开关的开合,会引起电路拓扑结构的变化,产生非线性系统的现象。本文在分析了电路的结构原理后,通过仿真更直观地观察到电路中的混沌现象,对不同的电压输入值产生的影响都做了详细的分析,为以后在Buck变换器设计中避免混沌现象的产生奠定了一定的理论基础。     

忆阻开关混沌电路及其吸引子共存现象研究

为了研究忆阻开关电路的动力学行为,该文提出一种具有多吸引子共存现象的忆阻开关混沌电路。在该电路中存在多吸引子分岔,当系统中发生边界碰撞之后,系统中将产生不同的吸引子共存现象。其中包括单周期极限环与混沌吸引子共存,不同的混沌吸引子共存,对称的2周期极限环共存现象,以及对称的2周期极限环与5周期极限环共存现象等。该文通过相图、分岔图等数值仿真,分析了该电路的动力学行为,并利用PSIM电路仿真验证了其电路的可行性,对开关电路中多吸引子共存现象和混沌应用的研究具有重要意义。     

基于双曲函数的双忆阻器混沌电路多稳态特性分析

基于经典蔡氏混沌振荡电路,引入一种双曲余弦函数的新型磁控忆阻器模型,设计含有两个双曲余弦忆阻器的混沌电路系统,讨论了系统平衡点集面的稳定区间.选择不同的忆阻初始值进行数值仿真,通过分岔图与Lyapunov指数谱研究双曲忆阻混沌系统的多稳态特性.结果表明,含双曲函数的双忆阻混沌电路具有复杂的动力学行为,运动轨迹不仅依赖于电路参数,还受电路的初始状态影响,由此产生了不同拓扑结构的混沌吸引子与不同周期运动的多稳态隐藏吸引子共存现象.     

六维分数阶Lorenz-duffing系统仿真

设计一个混沌行为复杂且具有物理学特性的整数阶混沌系统很难。为了解决这个问题,在整数阶混沌系统中引入了分数阶微分算子,并设计了一个六维分数阶Lorenz-duffing混沌系统;还重点分析了该分数阶混沌系统的平衡点和稳定性以及系统的吸引子、分岔图和Lyapunov指数谱;最后,设计该分数阶混沌电路,并利用Multisim软件仿真分析了该电路。仿真结果表明,该分数阶混沌系统能够产生混沌信号。     

基于考毕兹振荡器的宽带混沌电路设计

针对某些雷达、通信等系统在应用中对混沌信号频域带宽的要求,设计了一种基于考毕兹振荡器电路的宽带混沌信号发生器。该混沌信号产生电路由考毕兹振荡器为基本谐振电路、级联若干容阻串并联单元的选频网络构成,混沌信号的上下限频率分别由基本谐振电路和第一节容阻串并联网络参数决定,通带频谱的平坦性受其他级联选频网络影响。根据初步分析和仿真试验,该混沌电路组成结构简单,能够产生带宽超过60MHz较为平坦的宽带混沌信号。     

一种改进型蔡氏电路的Pspice仿真研究*

介绍了一种四阶改进型蔡氏电路.首先建立了电路的数学模型,通过PSPICE软件研究了改进电路的混沌特性,然后采用驱动响应法实现了电路的混沌同步,最后通过仿真实验实现了此电路在保密通信中的应用.结论证明此电路产生的混沌信号比原蔡氏电路更加复杂,且通过改变RC并联电路参数即可很容易得到不同的混沌信号,因而更适用于混沌保密通信.     

多涡卷混沌发生器的研究

混沌理论及其应用的研究已经成为当今一个热点。本文对带有滞回非线性反馈的不稳定二阶线性系统进行了研究。从理论上分析了混沌吸引子的产生机理,为了验证混沌的产生计算了系统的Lyapunov指数。MATLAB仿真结果和电路实现验证了理论分析的结果。因为该多涡卷混沌发生器结构简单,所以可将它用于非线性电路和非线性系统的教学中,使学生了解混沌的基本概念,为以后进一步研究混沌理论奠定基础。     

对混沌信号应用于语音保密通信系统存在问题的解决方案

混沌信号应用于语音保密通信系统的理论研究日趋成熟,但迟迟得不到很有效的应用,主要原因是混沌电路存在几个尚未解决的难题,如产生混沌信号的电路所需电源电压过高,无法应用于实际系统;混沌信号的频带较宽,在实际系统传输时,部分频率的信号被滤除,无法实现混沌同步等问题,阻碍了混沌应用于语音保密通信的进程。本文以陈氏电路语音加密系统为例,提出了解决上述问题的方案,并进行了软件模拟和硬件电路测试,有较高的实用价值。     

基于MutiSIM的蔡氏混沌序列仿真研究

混沌序列是非线性方程描述的确定系统所产生的介于周期振荡与噪声之间的一种复杂振荡序列.蔡氏电路是一个经典,且简单的三阶自治系统,能够产生丰富的混沌现象。在对蔡氏电路进行数学建模的基础上,采用MultiSIM仿真软件对其进行仿真,并分析其产生的混沌信号的功率谱,从而找出一个最佳的电路参数,得到一个最好的,可用的混沌序列。     

一种混沌网络简单电路实现

本文利用简单的非线性电子元件设计成混沌电路，该电路具有设计简单，易于集成等特点。利用多控制参数使得该混沌电路具有丰富的混沌动力学行为，本文利用Lyapunov指数，从理论上分析控制参数对电路输出的影响。根据理论分析结果，调节电路的参数，可以成功地看到不动点、倍周期、混沌现象。这一简单电路可望在混沌神经网络，混沌通讯领域获得应用。     

Chaos in electronic circuits

This paper describes three extremely simple electronic circuits in which chaotic phenomena have been observed. The simplicity of the circuits allows one to i) build them easily, ii) confirm the observed phenomena by digital computer simulation, and in some cases iii) rigorously prove the circuit is indeed chaotic. A consequence of i) is that the interested reader can build, and then see and even listen to chaos. It is to be emphasized that these circuits are not analog computers. They are real physical systems.     

Data-mining based fault detection

This paper presents a fault-detection method based on the phase space reconstruction and data mining approaches for the complex electronic system. The approach for the phase space reconstruction of chaotic time series is a combination algorithm of multiple autocorrelation and Г-test, by which the quasi-optimal embedding dimension and time delay can be obtained. The data mining algorithm, which calculates the radius of gyration of unit-mass point around the centre of mass in the phase space, can distinguish the fault parameter from the chaotic time series output by the tested system. The experimental results depict that this fault detection method can correctly detect the fault phenomena of electronic system.     

光纤激光器的混沌现象分析

利用混沌理论对光纤激光器的稳定性进行了分析 ,由此得到了避免出现混沌现象的条件 ,为提高光纤激光器的稳定性提供了理论指导。在实验中观察到阵发混沌现象的发生 ,并用理论分析得出的结论对光纤激光器进行调整 ,最终避免了混沌现象的发生。     

Secure communication with a chaotic system owning logic element

In recent years, various chaotic systems have been introduced in literature to be used in different branches of science. In the field of secure chaotic communication, more complex chaotic systems are proposed, such as high dimensional (4D, 5D), multi-scroll, surface equilibrium point, to enhance communication security level. In this study, a chaotic system owning logic element is used for increasing the level of security of chaotic communication system, which has not been previously implemented for this purpose in the literature. The used chaotic system includes signum functions, maximum function and absolute operation term. Also, there are analog devices and digital device in the electronic circuit of this chaotic system. These properties increase the complexity of the chaotic system and the security level. Sliding mode control method is preferred for the synchronization part of the secure communication. In this regard, numerical analysis and electronic circuit design of the secure chaotic communication system by using the chaotic system owning logic element have been performed successfully.     

从频域角度揭示混沌形成的整个过程

通过一个简单的非线性电路实例借助频谱分析仪从频域的角度揭示了混沌形成的整个真实过程以及在不同条件下的混沌现象。用实验记录了大量真实功率谱图,即2分频、4分频、8分频、16分频、混沌(含几种混沌带)及在混沌运动期间出现的各种周期窗口等壮观的现象。从而定性总结了混沌在频域中的一些特性,有助于认识混沌、控制混沌和应用混沌。     

Lorenz混沌系统族耦合下的串行广义同步研究

Lorenz三维自治混沌系统族概念自提出后,一直是混沌和控制领域研究热点。文中针对混沌系统族的差值耦合研究了耦合混沌系统的广义同步现象,利用差分方程采用串行工作方式求解广义同步。实验结果证明Lorenz混沌系统的同步性,并且只有当参数a=0．8时,两个耦合系统实现稳定;同时根据研究成果给出进一步研究目标。     

一种新型双忆阻混沌系统动力学及其电路实现研究

在经典的蔡氏混沌电路基础上,引入三次非线性磁控忆阻模型,利用一个磁控忆阻模型和一个荷控忆阻模型,外加一个负电导替换变形蔡氏电路中的蔡氏二极管,设计了一个五阶混沌电路,用常规的方法研究系统的基本动力学特性。通过数值仿真结果表明电路在参数变化情况下能产生Hopf分岔和反倍周期分岔两种分岔行为,并能产生双涡卷、单涡卷、极限环、同宿轨等不同轨道,出现了双单摆运动。观察混沌吸引子推广到功率与能量信号,观察到蝴蝶翅膀重叠的奇异吸引子。通过改变初始值,能产生共存吸引子和周期极限环共存现象。为了验证电路的混沌行为,将对设计的电路进行了PSpice仿真,电路仿真结果验证了理论分析的正确性。     

Open-loop chaotic synchronization of injection-locked semiconductorlasers with gigahertz range modulation

Unidirectional chaotic synchronization between two remote injection-locked semiconductor lasers to achieve chaotic communications is investigated numerically. Different from the direct chaotic masking methods, the chaotic carrier wave is generated from different chaotic states in transience instead of a fixed chaotic state in static to prevent it from being reproduced through a reconstructed embedding phase space. The testing digital and sinusoidal message signals in the gigahertz range can be easily recovered without the use of any electronic or optical filter to filter out the synchronization error. The robustness of synchronization is examined by using the intrinsic white noise of the transmitter and the receiver as the perturbation. The effects of parameter mismatches on the quality and robustness of synchronization are analyzed in detail. The results show that different internal parameters have very different tolerances for parameter mismatch. A short discussion on the phase sensitivity of synchronization is also given     

非线性RLC串联电路中混沌现象的研究

通过回顾混沌现象的历史研究,介绍了混沌的Li-Yoke定义及其特征;分析了非线性RLC串联电路的电路方程和参数.并利用梅利尼科夫(Melnikov)方法推断出非线性RLC串联电路中存在的混沌现象.最后通过计算机模拟结果证实了该方法的有效性.指出采用数值方法求得的李雅普诺夫(Lyapunov)指数存在正指数,这更加说明非线性RLC串联电路中存在着混沌现象.