四维超混沌系统及其在信号加密中的应用

为获得复杂的混沌信号源,构建四维超混沌系统,同时提出一种基于该系统的信号加密算法.构建系统模型,得到该系统的Lyapunov指数,给出了系统的相轨迹图,实现电路及该实现电路的相轨迹图;依据混沌隐藏技术,将该四维超混沌系统作为混沌加密通信的信号源,把待加密的信号与混沌信号相叠加,再把迭代次数与混沌信号的算术运算相结合作为密码设置,以实现信号加密.仿真结果表明,实现电路的相轨迹图与系统的相轨迹图完全一致,证实所构建的电路系统为超混沌系统,且该系统可以作为混沌加密通信的信号源实现对信号进行加密,为信息加密提供了一种新方法.     

Chen's混沌动力系统的控制

为了研究Chen’s混沌动力系统的混沌控制问题,通过双线性反馈方法将混沌控制在不稳定的平衡点,给出了非反馈周期信号控制混沌系统在不稳定周期轨道上（UPO）的方法。应用Lyapunov定理和Routh-Hurwitz判据分析了被控系统的稳定条件,数字仿真结果证明了控制方法的正确性、有效性。给出了控制Chen’s混沌动力系统到每一个平衡点的具体方法和稳定条件,得出了运用周期信号控制Chen’s混沌动力系统到高周期轨道的判定方法,解决了Chen’s混沌动力系统的控制问题。     

基于虚拟仪器四翼混沌吸引子的研究

随着虚拟仪器技术的飞速发展,为研究非线性系统提供了新途径。讨论了基于虚拟仪器四翼混沌吸引子的研究模式,设计了软件系统,并给出了基于虚拟仪器技术实验系统的拓扑结构,为研究非线性系统提供了可行的方案。利用此方案进行初步的实验,结果证明此实验系统在参数调节方面、可靠性,实时性等具有良好的实验效果。     

人工神经网络FPGA硬件实现的研究进展

首先概述了人工神经网络FPGA硬件实现的发展状况,随后分析了FPGA实现神经网络的优势以及实现的关键技术,并探讨了实现过程中需要考虑的关键问题,最后指出了基于FPGA实现神经网络的研究方向。     

变型蔡氏电路的混沌保密通信

为了产生更复杂的混沌系统,使通信更安全可靠,设计了一种产生丰富混沌行为的变型蔡氏电路,并进行了理论分析和计算机仿真.在此基础上根据驱动-响应同步原理设计了混沌保密通信电路,以方波作为输入信号进行了相应的硬件实验研究,给出了通信系统中各元件的参数和各部分的波形.结果表明:电路实验结果与计算机模拟结果完全符合,并且在响应电路和驱动电路的元件参数一致,其相对误差小于1%的条件下,当输入方波信号频率在约8 kHz～9 MHz时,该变型蔡氏电路的混沌保密通信系统可以实现保密通信.     

局部放电混沌分析方法的研究现状及发展

针对相解局部放电分析方法的不足,笔者介绍了局部放电混沌分析方法,并概述了该方法的发展及其在电力设备局部放电检测中的应用现状。在简要介绍数据预处理方法的基础上,重点阐述了能够展现局部放电特性的多种奇怪吸引子及吸引子的各种特征量。文中还给出了特征量的求取方法。同时对近年来国内外关于局部放电的混沌分析方法的研究工作做了评述,并就进一步研究提出了看法。     

磁悬浮开关磁阻电机控制系统的FPGA实现

介绍了一种磁悬浮开关磁阻电机系统的全硬件实现.系统以Xilinx公司FPGA芯片中的XtremeTMDSP器件为核心.针对磁悬浮开关磁阻电机模型的非线性、多变量和强耦合的特点,采用滑模变结构控制技术,能够有效克服系统参数变化和不确定性扰动的影响,使系统具有较强的鲁棒性.给出了基于Xilinx FPGA/CPLD开发平台和MATLAB/Simulink仿真环境进行DSP功能实现的方法和设计流程.实验仿真表明系统设计紧凑、可靠、实时性强,能够达到良好的控制效果.     

面向 FPGA 部署的 CNN-SVM 算法研究与实现

卷积神经网络-支持向量机(CNN-SVM)混合算法结合了 CNN特征提取能力和SVM分类性能,在计算复杂度和解决小样本问题上具有一定优势,目前已在故障诊断、医学图像处理等领域得到了一定应用,同时,由于其计算复杂度较低,也引起了边缘计算领域的关注.针对边缘计算场景中对算法性能和功耗的要求,提出了一种面向FPGA平台的CN...     

混沌扩频SPWM最优参数选取方法及其在FPGA上的实时实现

以基于Logistic映射的混沌扩频SPWM技术应用方法为例,对混沌扩频技术的参数选取进行了研究,定量的分析了基准频率和偏置频率对谐波分布的影响效果,在此基础上,给出混沌扩频中基准频率和偏置频率的最优选取方法,并在FPGA上实现该方案,验证了实现效果。     

基于混沌理论的低压电力线通信信道建模研究

低压电力线通信(L-PLC)信道是一个受某些确定性规律控制的复杂非线性有限维动力系统,研究它的特性并建立其信道模型,是低压电力线通信技术领域的重要课题.本文将混沌理论引入L-PLC信道建模研究,通过对信道的实测信号进行混沌分析,从整体上研究低压电力线通信信道的内在规律.对实测时间序列的关联维数和最大Lyapunov指数的计算结果表明:饱和关联维数在4～5之间,说明要建立L-PLC系统的数学模型至少需要5个独立变量;最大Lyapunov指数为正,说明低压电力线通信系统具有混沌特性,因而具有短时间的可预测性.此外,文中对测量电路的滤波特性、时间序列长度以及采样频率的影响进行的讨论,对混沌时间序列分析具有广泛参考价值.     

七阶混沌振荡电力系统的自耦PD控制

为了抑制七阶电力系统中的混沌振荡,根据自耦PID控制理论提出了一种简单的混沌控制方法。该方法首先将七阶混沌系统控制问题分解为三个严格反馈子系统的控制问题,然后将每个子系统已知和未知动态分别定义为一个总扰动,进而将三个子系统等价映射为一个三阶线性扰动系统和两个二阶线性扰动系统。据此分别构建了在总扰动反相激励下的三个受控误差系统。根据自耦PID控制理论,分别设计了一个扩展自耦PD控制器和两个自耦PD控制器。最后分析了每个子系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。仿真结果验证了所提控制方法的有效性,每个状态变量均能由混沌振荡状态恢复到稳定运行状态,且控制信号光滑。因此该方法在电力混沌振荡控制系统领域具有良好的实际应用前景。     

Systematic realization of a class of hysteresis chaotic oscillators

A systematic method for realizing a class of hysteresis RC chaotic oscillators is described. The method is based on direct coupling of a general second‐order sinusoidal oscillator structure to a passive non‐monotone current‐controlled non‐linear resistor. Owing to this passive non‐linearity, the power consumption, supply voltage and bandwidth limitations imposed upon the chaotic oscillator are mainly those due to the active sinusoidal oscillator alone. Tunability of the chaotic oscillator can be achieved via a single control parameter and the evolution of the two‐dimensional sinusoidal oscillator dynamics into a three‐dimensional state‐space is clearly recognized. The flexibility of this method is demonstrated by two examples using PSpice simulations and experimental results. Numerical simulations of derived mathematical models are also shown. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种并行数据采集系统实时硬件抽点设计实现

对高速数据流进行实时均匀抽点是高速并行采集系统重要研究内容之一。传统的对串行采样数据流,通过对时钟进行分频的抽点方式在现代并行采集系统中会导致错点或非均匀等一系列错误。分析了具体抽点需求,建立了1个高速数据流抽取矩阵模型,包括高速数据流矩阵、通道选择拼合矩阵、筛选循环单元矩阵,基于该矩阵模型,讨论了在FPGA中相应的并行高速数据实时抽取模块的实现方案,在Vertex-5FPGA平台中实现了对四路并行数据中进行1-2-5步进的整数倍抽点。实验证明该方法可以广泛运用于其他高速采集系统中。     

Multi‐scroll chaotic attractors from a generalized time‐delay sampled‐data system

In this paper, the first generalization for time‐delay sampled‐data chaotic system in order to generate multi‐scroll attractor is introduced with its circuit implementation. An efficient delay‐line with binary priority encoding, parallel shifting, and binary decoding is also suggested and implemented to overcome the delay line realization drawback in such systems. The proposed system enhances the complexity of chaotic behavior by means of multi‐scroll feature and exemplifies the simplification of chaotic systems for better realizations. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于投影积分的气-电耦合园区综合能源系统动态仿真方法

在充分考虑电力、燃气系统及其相互转化特性的基础上,建立了气-电耦合园区综合能源系统动态仿真模型,并根据动态过程的时间尺度对刚性系统进行划分;在此基础上,基于投影积分理论,提出一种适用于气-电耦合园区综合能源系统的高效率动态仿真方法,采用内部积分器以小步长的显式和隐式欧拉法交替求解来精细刻画快动态过程,采用外部积分器以可变大步长二阶牛顿插值高效求解慢动态过程,且在计算过程中能够有效计及故障扰动等事件的影响;对算法的数值精度进行分析。基于典型算例的算法测试表明,所提方法能够有效实现多场景下的气-电耦合系统快速稳定求解,在保证精度的前提下有效提升仿真效率。     

新型压电驱动机电耦合动力学系统分析与建模

为了准确描述压电陶瓷驱动器中存在的复杂非线性滞回动力学特性,采用分层建模原理,建立了驱动器中底层压电叠堆的非线性滞回子模型。将该底层子模型与驱动器中上层弹性和运动部件的子模型进行集成,导出了一种具有仿射形式的新型机电耦合非线性集总参数ECNLP模型。通过时域的仿真与实验对比验证和频域的动力学分析表明,该模型不仅能够准确、合理的刻画压电叠堆中的非线性滞回动、静态特性,而且充分考虑了驱动器中弹性和运动部件的动力学特性,为以后压电陶瓷驱动器控制系统的设计提供了一种新的建模方法。     

Lorenz与Rossler混沌系统的跟踪控制

研究了Lorenz与Rossler两混沌系统的跟踪控制问题，采用模糊动态模型逼近混沌非线性系统，将混沌非线性系统模糊化为局部线性模型，设计出一种模糊渐近跟踪控制器，控制器结构简单，规则少，仿真验证了方案的有效性。