变形蔡氏混沌系统及其电路实现

典型蔡氏电路中引入符号函数代替原有蔡氏二极管,构建了一个能产生多涡卷混沌吸引子的变形蔡氏混沌系统模型. 构造方法是使该函数中的每个平衡点分别位于相邻两个转折点的正中间,并且保持混沌吸引子中涡卷与键带的相互间置. 该模型的动力学分析和Matlab数值仿真表明,该系统能够产生10涡卷混沌吸引子. 最后,设计了硬件电路并且给出了最多10个涡卷的硬件电路实验结果. 硬件实验结果与理论分析和仿真分析完全吻合,进一步证实了该系统的存在.     

立体网格多涡卷混沌系统及其电路实现

在经典Jerk混沌系统和现有多涡卷混沌系统最新研究成果的基础上,引入符号函数构建了一个能够产生立体网格多涡卷混沌吸引子的新型混沌系统模型.该模型的动力学分析和Matlab数值仿真结果表明,该系统能够产生立体网格2×2×2多涡卷混沌吸引子.最后,设计了硬件电路,并且给出了立体网格2×2×2多涡卷的硬件电路实验结果.硬件实验结果与理论分析、仿真结果一致,从而验证了该系统的物理可实现性.     

单变量反馈实现3涡卷超混沌吸引子的同步

文献[1]在四阶MCK电路的基础上提出了产生N(N=3，4，5，…)涡卷超混沌吸引子的方法，采用4变量反馈实现了两个N-涡卷超混沌吸引子的同步。为了减少同步所需驱动信号的个数，采用Lyapunov稳定性理论证明了反馈变量可以减少为3个，以3涡卷超混沌吸引子为例验证了这一结论，并进一步通过数值仿真用单变量反馈的方法实现了3涡卷超混沌吸引子的同步，节约了信道资源，为实际应用提供了方便。     

多涡卷蔡氏混沌系统及其数字化设计

提出了一种多涡卷蔡氏混沌系统的数字化设计方法,根据蔡氏系统方程,用参数可调的双曲正切函数产生出多涡卷混沌吸引子,给出了系统数值仿真的混沌吸引子相图,分析了系统在平衡点处的动力学特性.利用Euler算法将连续多涡卷蔡氏混沌系统离散化,给出了在CCS(Code Composer Stud io)集成开发环境中以数字化设计方法产生出多涡卷混沌吸引子的软件仿真结果.     

基于Colpitts振荡器模型的网格涡卷混沌系统

为了在3阶Colpitts振荡器模型框架下获得网格涡卷混沌吸引子,基于混沌吸引子形成机理,提出了通过引入2个单位锯齿波函数改造模型方程生成网格涡卷混沌系统的方法,使改造后的3维系统形成网格分布的指数2平衡点,从而获得了(2M+1)×(2N+1)网格涡卷混沌吸引子.采用常规的动力学分析方法,研究了该系统的动力学特性,并作离散化处理后基于微控制器进行了数字电路实现和相应的实验验证,实验输出与数值仿真结果一致,由此说明了在Colpitts振荡器模型框架下生成网格涡卷混沌吸引子的可行性和实现性.     

一种变形蔡氏混沌吸引子的研究与电路实现

该文针对在蔡氏电路的基础上,利用对偶性,提出了一种研究变形蔡氏多涡卷混沌吸引子的新方法。用三角波函数序列和阶跃函数序列构造网格多涡卷混沌系统,对系统的基本动力学特性进行了研究。设计了实现该系统的混沌电路,实验结果与计算机模拟结果吻合,证实了该方法的可行性。     

基于类Lorenz的微弱信号检测及其电路实现

传统的微弱信号检测方法,其输入信号的信噪比难以降低,受到一定限制。而基于混沌理论的微弱信号检测可以改善上述不足,达到极低的输入信噪比,提高检测精度。用一种新的混沌系统来检测微弱信号,根据特定混沌系统对于参数敏感而对噪声免疫的特性,利用双参数控制方法,构造了一种类Lorenz系统的微弱信号检测模型,结合中低频微弱周期信号检测对模型进行了理论分析和数值仿真。根据理论模型设计制作了混沌检测电路,实验结果与理论分析基本吻合,实现了利用电路从噪声背景中检测出微弱的中低频周期信号。     

有源荷控忆阻系统的多稳态分析及电路实现

采用有源荷控忆阻替换蔡氏电路中的非线性电阻,实现一个五维忆阻非线性电路系统. 建立了该系统的无量纲方程,分析了系统的平衡点集与稳定性. 利用分岔图、Lyapunov指数谱和相轨迹图等分析方法,从多角度研究了随系统参数与初始状态变化而产生的多稳态动力学行为. 研究表明,当系统参数、初始状态变化时,都会出现不同拓扑结构的混沌吸引子共存、不同吸引域的多周期极限环共存、不同周期数的极限环与不同拓扑结构的混沌吸引子等共存行为. 最后,设计了五维忆阻混沌系统的模拟电路模型,电路仿真实验与数值仿真结果相一致,观测到不同的多稳态共存运动. 这表明动力学分析的正确性和系统的物理可实现性,为进一步拓展系统加密应用奠定基础.     

基于MATLAB/Simulink的实时混沌信号发生器研究

为克服用硬件电路实现复杂混沌映射的困难问题,基于MATLAB/Simulink建立多涡卷混沌映射的数值模型,采用快速原型技术通过输入/输出卡,将虚拟仿真信号转化生成实际的物理电信号,并与实际硬件电路连接起来,构成混沌通信系统的半实物仿真模型.对模型的实验结果分析表明,数字仿真模型生成信号不仅具有优良的统计特性,而且通过模拟输出卡输出的实际电信号和信号源数字仿真模型生成的信号一致.     

基于改进Lorenz系统的多翼混沌吸引子及其电路设计

在以Lorenz系统为基础的一个新混沌系统上添加驱动信号,提出一个新的多翼对称非自治混沌系统.在某一固定频率下,该系统出现了20翼的混沌吸引子.从仿真结果可以看出,此种改造方法不仅保留了原系统的混沌特性,而且增加了吸引子的拓扑结构复杂性.最后,设计了系统的模拟电路,从物理上验证新系统的混沌特性和数值仿真的一致性.     

新三维分段线性混沌系统

提出了一个新三维分段线性混沌系统,研究了新系统的对称性和不变性、耗散性和吸引子的存在性、平衡点及稳定性等基本动力学特性。利用相轨图、庞加莱映射、李雅普诺夫指数谱和分岔图等数值仿真手段,验证了该系统能运行在混沌和周期轨道,具有丰富的动力学行为,并能通过一个常数控制器控制到不同形状混沌吸引子的混沌轨道或周期轨道或一个有界点。     

基于Lü系统的一个新超混沌系统分析

通过对Lü混沌系统变形,然后引入一个状态反馈控制器构造了一个新的四维超混沌系统。利用理论分析和数值仿真的方法对系统的基本特性,如超混沌吸引子的相图、分岔图、Lyapunov指数等进行分析。结果表明:该超混沌系统具有丰富的动力学行为,随着新引入的参数变化呈现周期、拟周期、混沌及超混沌动力学行为。     

含多吸引子的忆阻混沌系统的分析与实现

采用磁控忆阻器作为Sprott-J系统的负反馈,构造了一个新的具有无限平衡点的4维忆阻混沌系统,将所有的非线性项都集中在一个方程中．分析系统的耗散性、平衡点集的存在性和稳定性,以及Lyapunov指数和维数,利用分岔图和Lyapunov指数谱观察并研究该混沌系统的动力学特征．Matlab数值仿真结果表明,新系统是耗散系统且具有1个线平衡点集．动力学分析结果表明,新忆阻Sprott-J系统在改变参数时存在反倍周期分岔现象,改变初始条件时,系统出现多吸引子共存现象．研究系统在不同初始条件和系统参数下的分岔特性,得到系统混沌与混沌、混沌与周期、周期与周期共存的多吸引子特性．采用Multisim软件对系统进行电路模拟及数值仿真,结果表明,数值仿真结果与相应的电路结果相吻合,验证了新忆阻Sprott-J混沌系统的物理可行性．研究为忆阻Sprott-J混沌系统在图像加密领域的应用提供了理论基础．     

微弱直接序列扩频信号Duffing振子检测方法研究

Duffing系统对特定信号敏感及对噪声免疫的特性,使其在微弱信号检测中具有潜在应用。该文针对Duffing振子的分岔问题,通过对Duffing系统Feigenbaum行为的分析,导出了在微弱直接序列扩频信号检测中Duffing系统所表现出的间歇性混沌行为,提出了一种新的基于间歇性混沌行为的微弱直扩信号检测方法。通过仿真实验,验证了该方法的有效性。     

一种基于LabVIEW的微弱信号混沌检测方法

针对模拟电路混沌系统实现易受外界条件影响等不足,本文提出了一种基于LabVIEW实现微弱信号混沌检测系统的方法。利用强大的数值计算软件LabVIEW求解Duffing方程,通过识别系统输出的相轨迹的变化检测估计微弱信号。实验结果表明,利用LabVIEW产生的实验结果与理论仿真结果一致,证实了基于LabVIEW的微弱信号混沌检测方法是可行的,这为混沌系统的数字实现提供了新的思路。     

基于阈值可调切换系统的多翅膀混沌吸引子设计及电路仿真

本文提出了一种通过调节一类状态依赖切换系统的阈值来生成多翅膀混沌吸引子的设计方案.首先,设计了两个类Lorenz子系统;然后,基于这两个子系统构造了一个状态依赖于阈值的切换策略,从而构造了一类状态依赖于阈值的切换系统;最后,通过调整切换系统的阈值来改变鞍焦平衡点的个数与分布,使得该切换系统能够产生4-6-8翅膀的混沌吸引子.此外,根据切换系统的状态方程设计了该系统的模拟电路,电路仿真结果与数值仿真结果一致.实验结果证实:该设计方案可以在不增加系统维数或无需设计复杂非线性函数的情况下生成多翅膀混沌吸引子.     

一个新的超混沌系统的函数投影同步

研究了一个四维超混沌系统的函数投影同步问题．利用超混沌吸引子和时间响应图准确地表征了系统的动力学行为．通过函数投影同步法,实现了该系统的函数投影同步,并为系统所有未知参数设计了合适的辨识规则．数值仿真验证了理论分析和数值计算的正确性．     

一个分段光滑系统中的混沌吸引子

为了研究不连续系统中的混沌行为，观察一个由比较器控制的，带有模拟开关的RLC非线性电路模型，此电路系统的行为可以用一个分段光滑映象来描述。对该映象进行了大量的数值研究，发现无论改变参数中的哪一个，当系统的控制参数超出某一阈值后系统的相空问都出现一个混沌吸引子。运用数值计算的方法在相平面中得到系统的混沌吸引子，而后对这个混沌吸引子进行数值研究，发现它具有两方面的特征：①它是不连续边界象集的归宿；②具有分数维。     

双涡卷Jerk非线性系统混沌电路设计

为进一步探讨非线性混沌系统的可控规律,实现对混沌现象的利弊进行有效控制,根据双涡卷Jerk混沌系统状态方程,采用模块化电路设计理论设计了双涡卷Jerk非线性混沌电路,并使用Matlab软件仿真其数学模型,Multisim软件仿真其硬件电路。仿真结果证明：设计的双涡卷非线性混沌电路能产生与数学模型仿真结果一致的混沌波形,验证了所设计双涡卷Jerk混沌电路的正确性。     

忆阻超混沌Lü系统的隐藏动力学特性研究

通过改进经典Lü系统并引入忆阻元件,提出了一种新颖的基于忆阻的改进型Lü系统。该忆阻系统的最大特征是不存在任何平衡点,因此形成的动力学行为都是隐藏的。采用理论分析、李雅普诺夫指数和分岔图等非线性系统分析,研究了该忆阻系统随忆阻增益变化的周期、准周期、混沌和超混沌等复杂的隐藏动力学行为。此外,在初始条件不同时,该忆阻系统存在3个不同极限环以及混沌吸引子和周期极限环的共存多吸引子现象。制作硬件电路,验证了理论分析和数值仿真结果,表明了该忆阻超混沌Lü系统有着十分丰富而复杂的隐藏动力学特性。