用多项式产生三涡卷混沌吸引子的计算机模拟

为了模拟蔡氏电路中的多涡卷混沌吸引子,提出在蔡氏电路中用多项式奇函数来产生多涡卷混沌吸引子的一种方法,并构造了一个用于产生三涡卷混沌吸引子的多项式h(x)=ax+bx|x|+cx3,同时根据Shil'nikov定理和混沌吸引子的细胞模型,分析了涡卷与键波的形成机理以及产生三涡卷混沌吸引子的基本原理.在此基础上,总结出有关多项式h(x)的两条构造准则,即h(x)的选取应使系统在其各个平衡点处满足Shil'nikov不等式,并保持涡卷与键波的相互间置;最后根据所得的理论分析结果进行了计算机数值模拟,研究结果表明,这一方法是可行的.     

一个新的多涡卷混沌系统及其电路仿真

构造了一个新的多涡卷三维连续自治混沌系统,该系统含有四个参数,三个非线性乘积项。通过耗散性分析、平衡点分析研究了系统的动力学性质,MATLAB仿真验证了系统的混沌特性,表明新系统能够产生四涡卷的混沌现象。采用运算放大器、模拟乘法器等常规元件,设计了该混沌系统的电路。电路仿真实验说明,构造的新多涡卷混沌系统具有混沌特性,丰富了混沌电路的设计与应用。     

超混沌系统自适应广义投影同步及电路仿真

通过引入反馈控制,将三维Lü系统扩展为四维,构造了一个新的超混沌系统.分析了该系统的平衡点稳定性、超混沌吸引子、Lyapunov指数、系统功率谱等特性.基于自适应线性反馈控制方法,运用恰当的控制函数和控制参数实现了广义投影同步,并通过Multisim电路仿真软件设计构造了一种实现超混沌的电路,验证了该超混沌系统复杂动力学、同步特性以及电路实现的可行性.     

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.     

具有共存吸引子的混沌系统及其分数阶系统的镇定

研究一个具有共存吸引子的混沌系统及对应分数阶系统的镇定问题.提出了一个新的具有双翼与四翼吸引子共存的混沌系统,利用Lyapunov指数谱和分岔图对系统的性质进行了分析.借助于拓扑马蹄理论和数值计算,找到了系统的拓扑马蹄,并获得了拓扑熵.构造了相应的分数阶混沌系统,此系统亦存在两个孤立的双翼吸引子以及四翼吸引子且共存的双翼吸引子之间没有重叠.设计了线性反馈标量控制器,此控制器用于分数阶混沌系统的镇定.在控制过程中并未删除系统的非线性项,理论分析与仿真计算表明了该方法的有效性.     

饱和函数序列电路的设计及其在多涡卷混沌电路中的应用

以普通运算放大器作为有源器件,设计了饱和函数序列电路,给出了电路频率临界值.将饱和函数序列电路应用于多涡卷混沌电路设计,研究了饱和函数序列幅度、宽度、斜率等参数对多涡卷混沌吸引子相图的影响.设计了基于参数可调的饱和函数序列的混沌电路,研究表明,通过选择合适的参数,可以调控多涡卷吸引子大小和形状.设计的饱和函数序列电路稳定且灵活,有利于其在多涡卷混沌电路中的应用.     

一个新的多翅膀混沌系统分析与同步

提出了一个新的三维自治混沌系统,通过分析系统的李亚普诺夫指数谱和分岔图可得新系统具有如下性质： 双恒李亚普诺夫指数谱混沌锁定,锁定后的混沌系统的幅值和相位可调节．根据该混沌系统的平衡点和吸引子的拓扑结构,通过构造偶对称多分段平方函数族,可实现在某一方向上扩展指标2的鞍焦平衡点,从而实现多翅膀的扩展．设计了混沌电路实现,验证了电路实现与仿真结果的一致性．最后针对扩展后的多翅膀混沌系统,通过选取合适的驱动信号,达到响应系统与驱动系统混沌同步,并通过仿真验证了所得的结果．     

一类多涡卷混沌系统及硬件实现

通过选取合适的不稳定线性系统,构建新的非线性函数,提出了一种基于平移变换的能产生任意偶数个和奇数个吸引子的多涡卷混沌系统。在数值仿真的基础上设计该系统的实际电路并确定电路元件的参数值,以三涡卷混沌系统为例,利用Multisim进行了电路仿真,焊接电路板进行了硬件实验。各种仿真和实验结果均表明了该方法的有效性。     

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。     

jerk电路混沌系统的同步与追踪控制

针对多涡卷jerk电路混沌系统,利用误差反馈同步法以及非线性观测器对系统的同步进行了研究,并对系统的追踪控制问题,采用滑模控制方法,提出了一种混沌系统的控制方案,有效地实现了多涡卷混沌系统对给定参考信号的追踪控制.最后通过数值示例进行仿真,对文中论述进行了强有力的验证.     

Anti-synchronization of four-wing chaotic systems via sliding mode control

Sliding mode control is an important method used in nonlinear control systems. In robust control systems, the sliding mode control is often adopted due to its inherent advantages of easy realization, fast response and good transient performance as well as its insensitivity to parameter uncertainties and disturbances. In this paper, we derive new results based on the sliding mode control for the anti-synchronization of identical Qi three-dimensional (3D) four-wing chaotic systems (2008) and identical Liu 3D four-wing chaotic systems (2009). The stability results for the anti-synchronization schemes derived in this paper using sliding mode control (SMC) are established using Lyapunov stability theory. Since the Lyapunov exponents are not required for these calculations, the SMC method is very effective and convenient to achieve global chaos anti-synchronization of the identical Qi four-wing chaotic systems and identical Liu four-wing chaotic systems. Numerical simulations are shown to illustrate and validate the synchronization schemes derived in this paper.     

Design of an intelligent prediction-based neural network controller for multi-scroll chaotic systems

An indispensable part of the precise control of multi-scroll chaotic systems, model identification has received increasing attention in recent years. Because of plant uncertainty and unmodeled dynamics, conventional control methods cannot guarantee a sufficiently high-performance for stabilizing multi-scroll chaotic systems. In an effort to tackle the matter better, we propose an intelligent controller called the adaptive neural network prediction-based controller (NN-PbC ). The specified neural network is trained with the system model, which is extracted from a time series. In actual practice, the data are divided into two sets. One set is used for training and the other set for testing. In fact, a generalized NN will perform well for both training and testing data. The prediction-based control method is then applied to the obtained neural network model to stabilize the multiple equilibrium points. The stability of the closed-loop system is proven. In addition, simulation examples on two typical multi-scroll chaotic systems are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed controller.     

一类金融系统的分岔分析与混沌

将金融系统中的价格指数前的固定常数系数改进为弹性系数.利用Routh-Hurwitz定理和分岔定理,讨论了该弹性系数对改进后的金融系统的平衡点稳定性,Pitchfork分岔,Hopf分岔及混沌的影响.运用Matlab进行数值模拟,验证了所得到的理论结果.并给出参数变化时利率振幅的变化图和对应的相图,直观地展示了金融系统的稳定状态、周期状态及混沌状态的规律.     

基于OTA的多涡卷混沌电路的设计

提出了一种用跨导运算放大器（Operational Transconductance Amplifier,OTA）实现多涡卷混沌电路的方法。根据运放实现的蔡氏二极管分段线性特性,用OTA代替运放后拟合出了相同的蔡氏二极管非线性特性,实现了基于OTA的蔡氏电路;在此基础上通过扩展转折点电压,设计出了基于OTA的多涡卷混沌电路。 Pspice仿真验证了理论分析的正确性。文章提出的电路易于调节,理论上能实现任意涡卷混沌吸引子,电路适于高频应用。     

多涡卷混沌系统的仿真与非线性观测器

针对多涡卷jerk电路混沌系统,讨论了系统的基本动力行为,运用非线性系统理论和Routh—Hurwitz定理分别对系统平衡点的稳定性作了分析,得到了相关的定理。同时利用非线性观测器对系统的同步进行了研究。最后通过数值示例进行仿真,对文中论述进行了强有力的验证。     

一个新四翼超混沌系统及其在图像加密中应用

提出了一个新的四翼超混沌系统,并将该系统应用于图像加密中。分析新系统的相图、平衡点、Lyapunov指数谱及分岔图等基本动力学特性,着重对系统参数变化引起的Lyapunov指数谱及分岔图详细分析,并设计该系统的模拟电路,电路实验结果与理论分析结果一致,验证了系统的超混沌行为。最后将此四翼超混沌系统应用于图像加密中,分析加密前后图像的直方图和相邻像素间相关性等,验证该系统应用于图像加密的效果良好。     

Generating 3-D multi-scroll chaotic attractors: A hysteresis series switching method

This paper introduces a systematic method—a hysteresis series switching approach—for generating multi-scroll chaotic attractors from a three-dimensional linear autonomous system, including 1-D n-scroll, 2-D n×m-grid scroll, and 3-D n×m×l-grid scroll chaotic attractors. The chaos generation mechanism is studied by analyzing the system trajectories and the hysteresis switching dynamics of the controlled chaotic systems are explored. Moreover, a two-dimensional Poincaré return map is rigorously derived. This map and its maximum Lyapunov exponent are applied to verifying the chaotic behaviors of the generated 3-D multi-scroll chaotic attractors.