分数阶混沌系统的追踪同步与电路实现

针对一个新型四维整数阶混沌系统,设计合适的线性反馈控制器,实现分数阶超混沌系统的所有状态向量与不同信号的追踪同步,并以追踪三角波信号、任意不动点以及整数阶超混沌Qi系统等为例,将分数阶混沌信号控制到期望的周期轨道或平衡点,以及实现分数阶混沌系统与整数阶混沌系统的异结构追踪同步,这为混沌系统在保密通信等方面的应用提供了技...     

单一驱动多响应分数阶混沌系统的完全同步

基于复杂的分数阶异构系统同步问题,采用完全同步控制法设计非线性控制器,从而实现用一个新型的三维分数阶混沌系统,同时驱动整数阶Duffing系统和分数阶超混沌Lorenz系统. 利用分数阶稳定性定理对所设计的控制器给予理论证明,并通过数值仿真验证了方案的有效性.     

多种多翼吸引子共存的新型三维分数阶混沌系统

自然界的物理现象大多以分数阶的形式存在,整数阶微分方程正好是分数阶微分方程的特例.与整数阶模型相比,分数阶模型更接近真实的世界,具有更诱人的发展前景.为使分数阶混沌系统中共存的多翼混沌吸引子类型更加丰富,提出了一个新型三维分数阶混沌系统,此系统最大的特点是具有多种多翼混沌吸引子共存,即双翼、三翼和四翼混沌吸引子共存.通过相图、Lyapunov指数谱、分岔图等数值仿真,分析了系统的动力学特性,给出了其存在混沌吸引子的必要条件,即q>0.822 4.固定参数,阶数q=0.98时,系统有双翼、双翼、四翼等混沌吸引子共存;q=0.83时,系统有双翼、三翼、四翼等混沌吸引子共存,表明了系统具有丰富的混沌特性.对系统进行了Multisim模拟电路仿真,仿真结果与数值分析相符,进一步验证了其混沌行为.采用分数阶Lyapunov稳定性理论以及定理1,设计了系统的自适应同步控制器,仿真表明响应系统与驱动系统在0.2 s内达到同步,在0.2 s内完成对未知参数的识别,因此,所设计的控制器是有效的.     

一个分数阶变形混沌系统及其同步

给出了一个新的分数阶变形混沌系统.首先在整数阶下理论分析了该系统的基本动力学特性,并在分数阶下利用数值仿真分析了当参数固定时新混沌系统随微分算子阶数变化时的动力学特性.基于线性化理论和Gerschgorin定理,提出了一种广义线性化状态误差变量的同步标准,实现了分数阶新混沌系统的同步.数值仿真表明了同步方法的有效性.     

基于混沌序列与DNA突变原理的彩色图像加密方案

为了确保图像信息的安全传输,基于三维分数阶简化统一混沌系统与DNA突变原理提出了一种彩色图像加密方案.通过相图、分岔图、李雅普诺夫指数谱和复杂性对三维分数阶简化统一系统的动力学特性进行了研究.同时通过三维分数阶简化统一混沌系统生成的伪随机序列对彩色图像置乱,并使用DNA突变原理算法对像素值进行扩散.利用密钥空间、相关性...     

基于降阶方法的分数阶多涡卷混沌系统的同步控制

基于降阶方法研究整数阶分数阶多涡卷混沌系统的同步问题,将三阶分数阶多涡卷混沌系统转化为一阶系统,利用分数阶微积分给出了驱动-响应系统取得混沌同步的充分条件,给出严格的数学证明和推理过程,仿真例子验证了方法的有效性。     

分数阶超混沌系统的广义投影同步研究

研究从分数阶超混沌系统的动力学方程出发,根据分数阶系统的稳定性理论,设计出采用主动控制策略的同步控制器,使两个不同结构的分数阶超混沌系统实现广义投影同步.以分数阶超混沌Chen系统和分数阶超混沌Lorenz系统的广义投影同步为例进行数值模拟,仿真结果验证了该同步控制器的有效性和可行性.     

一种新型不确定分数阶混沌系统滑模同步控制方式

针对一类存在参数摄动、未知函数及外部扰动等不确定因素的分数阶混沌系统的同步控制问题,设计了一类具有新颖的分数型积分滑模面的同步控制器。所设计的新型分数阶滑模面抖震更小、收敛速率更快。提出了一种改进的分数阶非增长型自适应律,有效避免了随时间增长可能引起的控制量无界的问题。引入频率分布模型分析系统模型,并基于Lyapunov稳定性定理证明同步误差收敛,避免了直接用伪状态变量对同步误差系统进行分析的错误,形成了分数阶运算和整数阶同步控制方法有机结合的新方法。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于4阶细胞神经网络和AES的图像加密的研究

运用细胞神经网络和高级加密标准(Advanced Encryption Standard, AES)加密算法对图像进行加密，提出一种基于4阶细胞神经网络和AES的图像加密算法。首先，通过主动-被动同步法实现4阶细胞神经网络的同步，并产生混沌信号；然后，将同步混沌信号产生的同步随机序列用于图像的置乱和扩散；最后，结合AES加密算法与提出的基于螺旋矩阵的置乱扩散模型，并利用椭圆曲线对AES的密钥进行加密，通过公共信道对密钥和加密数据进行传输。数值模拟实验表明，提出算法不仅可以大幅降低图像相邻像素值之间的相关性，而且能承受包括差分攻击、噪声攻击和裁剪攻击在内的经典攻击，具有较好的安全性、鲁棒性。     

分数阶超混沌系统的修正函数投影同步研究

为获得更为复杂的混沌同步关系,针对两个不同分数阶超混沌系统,考虑时变尺度函数矩阵和系统参数未知情形,提出一种修正函数投影同步方法.研究结合同步误差系统,设计出同步控制器和未知参数自适应律,并采用Lyapunov稳定性理论证明同步误差的渐进稳定性.以分数阶超混沌Chen系统和分数阶超混沌Lorenz系统为例,仿真结果验证了该修改函数投影同步方法的有效性.