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。     

二维混沌信号产生器的设计

混沌电路设计是混沌通信和混沌加密等应用的先决条件,因此混沌电路的理论研究和设计具有十分重要的意义.本文提出混沌电路的一种新的设计方法,可以在二维空间中简单灵活的设计构造出一类混沌系统.该方法的最大优点是:采用模块化设计思路,混沌吸引子的形状可以根据实际需要来设计,易于电路和集成电路实现.     

基于文氏振荡器的忆阻混沌电路

该文采用文氏桥振荡器和磁通控制的分段线性忆阻器,设计了一种新的单一参数控制的混沌电路。通过调节控制参数,该系统在忆阻器的非线性作用下,通过倍周期分岔产生了混沌和超混沌现象。利用常规的动力学分析手段研究了电路参数变化时系统的动力学特性,例如平衡点稳定性分析,李雅普诺夫指数谱和分岔图。为了验证电路的正确性,该文采用集成运放和压控开关实现了一个分段线性磁控忆阻器的模拟等效电路,并将该系统应用于提出的混沌电路,Pspice仿真结果与理论分析完全吻合。     

蔡氏电路混沌信号频谱分布特征及其在电路设计中的应用

本文对蔡氏电路从Ｈｏｐｆ分叉变化到双蜗卷混沌过程中的输出信号频谱进行了计算机模拟，模拟表明混沌信号频谱分布具有一定的特征，本文给出了一个估计其频谱分布范围的简单公式，从该公式和蔡氏电路α－β分叉曲线出发可以设计输出信号基本满足预先指定的频谱分布范围的蔡氏电路。     

蔡氏混沌非线性电路及其频率特性研究

混沌电路是一种非线性电路，具有宽频谱特性，但在实际通信应用中，通信信道的带宽有一定限制，如何调节混沌电路的频谱范围成为混沌电路实际应用的一个问题。本文以蔡氏混沌电路为例，利用MATLAB软件分析蔡氏混沌电路产生的混沌信号及其频率特性。通过对蔡氏混沌电路中元器件R、L和C参数的调整，可以获得具有期望频谱范围的混沌信号。     

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。     

一个新多涡卷混沌系统的设计及在图像加密中的应用

该文提出一种三涡卷混沌系统,首先对系统的李雅普诺夫指数、分岔图、Poincare截面图、功率谱图及平衡点稳定性等动力学特性进行了理论分析和数值仿真,结果表明该系统具有良好的动力学特性和丰富的拓扑吸引子.基于电路仿真软件Multisim研制了实验仿真电路,该电路结构简单、易于实际制作,且仿真实验与理论分析结论十分吻合,证实了提出的混沌系统电路在物理上是可以实现的,从而验证了该混沌系统的混沌产生能力.最后结合DNA算法设计了一种彩色图像加密算法,利用新系统混沌序列对图像进行加密,重点分析了加密直方图、相邻像素相关性.结果 表明,新系统对混沌密钥及明文都非常敏感,密钥空间较大,提出的混沌系统应用于图像加密具有较高的安全性能.     

基于限幅特性非线性三阶自治电路的混沌遮掩保密通信

设计了一种限幅特性非线性三阶自治混沌保密通信电路系统.该系统利用串联同步三阶自治混沌电路进行信号混沌遮掩保密通信.有用信号隐藏在混沌参数中,混沌复合信号作为传送信号,在发送端和接收端之间传送.利用接收端响应系统与发送端驱动系统达到同步,可无失真地将有用信息信号检出.该方法设计简单,易于实现,并且同步速度快,实现了高质量的信息保密传送,具有很好的可行性.     

一种四螺旋混沌系统仿真研究

为了改善Lü系统的混沌特性,通过在混沌Lü系统上添加一维线性状态反馈控制器,构建了一个新的四维连续自治混沌系统,得到了奇异的四螺旋鲁棒混沌吸引子。利用相轨图、Lyapunov指数谱等数值方法,其最大Lyapunov指数为正值且几乎恒定不变,系统具有很好的鲁棒性.随控制参数变化,系统能够从四螺旋混沌吸引子演变成双螺旋混沌吸引子。通过在混沌Lü系统电路上外加一个简单的线性积分电路实现了新混沌系统的实验电路,实验仿真与数值方法所得结果有着很好的一致性。     

SETMOS器件在混沌保密通信中的应用研究

采用拟合法对SETMOS器件的负微分电阻特性曲线进行研究,得到了它的简化模型,通过细胞神经网络（CNN）结构研究了由SETMOS实现变型蔡氏电路的途径,并分析了该电路的基本混沌动力学行为,如相图、分岔及功率谱等;进一步利用自适应反馈法实现了变型蔡氏电路的混沌同步设计,并将其应用到保密通信领域。理论分析和仿真结果验证了电路设计的正确性及有效性。研究结果表明,所设计的混沌同步电路结构简单,易于纳电子器件的大规模集成和应用。     

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。     

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。     

Third-order RLCM-four-elements-based chaotic circuit and its coexisting bubbles

This paper presents a new third-order RLCM-four-elements-based chaotic circuit, in which the memristor element is equivalently implemented by a diode-bridge cascaded with an inductor. Mathematical model is established and its equilibrium stability is analyzed. The dynamical properties of the memristive chaotic circuit are disposed by MATLAB numerical simulations and confirmed by breadboard experimental measurements. In particular, the antimonotonicity phenomena of coexisting periodic and chaotic bubbles are observed under some specified control system parameters and the evolutions of coexisting bubbles are exhibited with the variations of two control system parameters. The presented memristive chaotic circuit is very simple and only third-order but can emerge complex dynamics with chaos, period, coexisting bifurcation modes, and coexisting bubbles.     

Stabilizing unstable equilibria of chaotic systems from a State observer approach

In this paper, a simple control method is proposed for stabilizing unstable equilibria of two typical classes of chaotic systems. For piecewise-linear chaotic systems, such as Chua's circuit, the control parameters can be selected via the pole placement technique from the linear control theory. For general nonlinear chaotic systems with continuously differentiable nonlinearities, particularly polynomial chaotic systems such as the Ro/spl uml/ssler system, Lorenz system, Chen's system, and the modified Chua's circuit with cubic nonlinearity, the control parameters can be chosen according to the pole placement technique and some additional theories of nonlinear ordinary differential equations. The criteria for the design of the control parameters are also investigated. This method is demonstrated to be highly robust against system parametric variations. To verify the effectiveness of the method, it is applied to both the original and the modified chaotic Chua's circuits, where satisfactory control performance is observed in simulations.     

Design and implementation of n-scroll chaotic attractors from a general jerk circuit

This paper proposes a novel nonlinear modulating function approach for generating n-scroll chaotic attractors based on a general jerk circuit. The systematic nonlinear modulating function methodology developed here can arbitrarily design the swings, widths, slopes, breakpoints, equilibrium points, shapes, and even the general phase portraits of the n-scroll chaotic attractors by using the adjustable sawtooth wave, triangular wave, and transconductor wave functions. The dynamic mechanism and chaos generation condition of the general jerk circuit are further investigated by analyzing the system stability. A simple block circuit diagram, including integrator, sawtooth wave and triangular wave generators, buffer, switch linkages, and voltage-current conversion resistors, is designed for the hardware implementations of various 3-12-scroll chaotic attractors via switchings of the switch linkages. This is the first time to experimentally verify a 12-scroll chaotic attractor generated by an analog circuit. In particular, the recursive formulas of system parameters and real physical circuit parameters are rigorously derived for the hardware implementations of the n-scroll chaotic attractors. Moreover, the adjustability of the nonlinear modulating function and the rigorous recursive formulas together provide a theoretical principle for the hardware implementations of various chaotic attractors with a large number of scrolls.     

三维混沌信号产生器的设计

混沌电路的设计是混沌通信和混沌加密等应用的先决条件,因此混沌电路的理论研究和设计具有十分重要的意义.本文对作者以前提出的二维混沌电路的方法进行推广,论述如何在三维空间中构造混沌吸引子,从而产生混沌信号.该方法的最大优点是:采用模块化设计思路,混沌吸引子的形状可以根据实际需要来设计,易于电路和集成电路实现.     

一种新的混沌调制和线性解调方法

提出一种新的用于保密通信的混沌调制和线性解调方法.发送端和接收端各有一个相同的混沌电路,将有用信号接入发送端混沌电路的线性子电路,使其对该混沌电路进行调制.调制后的混沌信号传送到接收端的混沌电路,检测该电路中某一电流或电压变量,经线性滤波器解调可恢复原始有用信号.基于这一调制、解调方法的混沌通信系统保密性强且电路简单.对两个混沌保密通信系统的仿真实验取得了满意的结果.     

简洁无电感忆阻混沌电路及其特性

采用非理想有源电压控制忆阻器和磁通控制型光滑3次非线性忆阻器,该文设计了一种不含电感的简单(只含5个电子元器件)双忆阻混沌电路。采用常规的非线性分析手段详细研究了电路参数变化时系统的基本动力学行为,例如平衡点稳定性分析,相轨图以及李雅普诺夫指数谱和分岔图等。通过调节系统控制参数,该系统可产生多涡卷、多翼以及暂态混沌等十分丰富的动力学现象。此外,还研究了系统依赖于忆阻器初始状态的多稳态,得到了一些有意义的结果。为验证电路的可行性及稳定性,通过对忆阻器的模拟等效电路的搭建,并将该等效电路应用于所提出的混沌电路中,硬件电路实验结果以及Multisim电路仿真结果与理论分析一致。