超混沌Qi系统的错位投影同步及其在保密通信中的应用

提出了一种新型的混沌系统同步方法,即错位投影同步,要求驱动系统和响应系统中的所有状态向量,至少有一对不是按照原有的对应关系成比例同步,而是按照向量的错位关系成比例投影同步.以新型的四维超混沌Qi系统为例,分析出23种混沌系统的同步方案.针对其中一种同步,基于Lyapunov稳定性理论,设计有效的非线性控制器,实现初始值不同的两个超混沌Qi系统错位投影同步.另外,将该方法应用于混沌保密通信中,基于改进的混沌掩盖通信原理,在发送端使用超混沌信号对信息信号进行加密并发送,最后从同步后的接收端系统不失真地恢复出有用信号.数值仿真表明,该方案有着良好的通信和保密特性.     

参数不确定的分数阶混沌系统广义错位延时投影同步

为进一步增强通信系统中保密通信的安全性,结合广义错位投影同步和延时投影同步,提出了广义错位延时投影同步.以分数阶Chen系统和Lü系统为例,针对两系统参数都不确定,基于分数阶稳定性理论与自适应控制方法,设计了非线性控制器和参数自适应律,实现了广义错位延时同步,并辨识出驱动系统和响应系统中所有不确定参数.理论分析和数值仿真验证了该方法的可行性与有效性.     

SC混沌比例投影同步方法在保密通信中的应用

利用基于线性稳定性准则的SC混沌比例投影同步方法,提出一种应用于保密通信的混沌掩盖方案.适当分离出混沌系统的线性项与非线性项,构造一个非线性驱动向量函数,混沌状态变量包含用于投影同步的比例因子,把所需传递的有用信息掩盖入其中一个分量上,得到混沌载波信号,提高加密信息的复杂度和解码的困难度.以Lorenz吸引子和超混沌Rössler吸引子为例进行数值仿真,详细分析传输的正弦信息加密解密全过程,给出简单、最优的混沌掩盖方案,数值分析证明比例投影同步方法应用于保密通信领域的有效性.     

基于单驱动变量的混沌广义投影同步及在保密通信中的应用

基于单向耦合提出一种只需传递一个驱动变量实现混沌系统广义投影同步方法.通过改变广义投影同步的比例因子,获得任意比例于原驱动混沌系统输出的混沌信号.由于只需传递一个信号,比起已有的方法具有更高的实用价值,理论推导和数值仿真进一步表明了该方法的有效性.最后,基于统一混沌系统的广义投影同步,给出了一种安全性更好的混沌保密通信方案. 关键词： 混沌系统 单驱动变量 广义投影同步 统一混沌系统     

基于改善空间关联性的混沌控制

基于混沌信号的统计特性，提出了一种通过改善混沌信号的空间关联性实现混沌控制的方法.以Hénon离散混沌系统和四阶Chua's电路超混沌连续系统为例进行了数值研究，验证了这种控制方法的有效性.结果表明， 通过改善混沌信号之间的空间关联性， 混沌系统能以较快的速度收敛到它的平衡点或多种周期轨道. 关键词： 混沌控制 空间关联性 Hénon系统 四阶Chua's电路     

分数阶统一混沌系统的投影同步

改变系统参数计算了分数阶统一系统的最大Lyapunov指数和关联维数,研究了分数阶统一系统的动力学行为.基于线性系统的稳定判定准则,设计了一种同步方案,实现了分数阶统一混沌系统的投影同步.通过对分数阶Chen系统、分数阶Lü系统和分数阶类Lorenz系统投影同步的数值模拟,进一步验证了所提出方案的有效性.     

基于非线性观测器的一类分数阶混沌系统完全状态投影同步

基于分数阶系统稳定性理论,提出了用状态观测器来实现分数阶混沌系统完全状态投影同步的思想. 设计的状态观测器能够实现一类非线性分数阶系统的完全状态投影同步而不要求分数阶混沌系统是部分线性的,推广了投影同步的应用范围,且无需计算系统的条件Lyapunov指数. 另外,该方法理论严格,设计简单,能够达到任意比例因子的完全状态同步. 最后,利用该方法实现了分数阶Rssler系统的完全状态投影同步,数值仿真结果证实了它的有效性. 关键词： 分数阶 混沌系统 状态观测器 投影同步     

基于滑模控制实现分数阶混沌系统的投影同步

针对分数阶混沌系统的投影同步问题,提出了一种基于主动滑模原理的控制器.基于分数阶线性系统的稳定性理论,分析了该方法的稳定性.分别以同结构分数阶Liu-Liu系统的投影同步和异结构分数阶Chen-Liu系统的投影同步为例进行了数值仿真,仿真结果验证了主动滑模控制方法在分数阶混沌系统投影同步中的有效性. 关键词： 分数阶混沌系统 滑模控制 投影同步     

基于分数阶滑模面控制的分数阶超混沌系统的投影同步

本文通过设计一个新型的含分数阶滑模面的滑模控制器,应用主动控制原理和滑模控制原理,实现了一个新分数阶超混沌系统和分数阶超混沌Chen系统的投影同步.应用Lyapunov理论,分数阶系统稳定理论和分数阶非线性系统性质定理对该控制器的存在性和稳定性分别进行了分析,并得到了异结构分数阶超混沌系统达到投影同步的稳定性判据.数值仿真采用分数阶超混沌Chen 系统和一个新分数阶超混沌系统的投影同步,仿真结果验证了方法的有效性. 关键词： 分数阶滑模面滑模控制器 稳定性分析 分数阶超混沌系统 投影同步     

一种异结构分数阶混沌系统投影同步的新方法

基于Lyapunov稳定性理论和分数阶系统稳定理论以 及分数阶非线性系统性质,提出了一种用来判定分数阶混沌系统是 否稳定的新的判定定理,并把该理论运用于对分数阶混沌系统的控制与 同步,同时给出了数学证明过程,严格保证了该方法的正确性与一般适用性. 运用所提出的稳定性定理,实现了异结构分数阶混沌系统的投影同步. 对分数阶Lorenz混沌系统与分数阶Liu混沌系统实现了投影同步; 针对四维超混沌分数阶系统,也实现了异结构投影同步. 该稳定性定理避 免了求解分数阶平衡点以及Lyapunov指数的问题,从而可以方便地选 择出控制律,并且所得的控制器结构简单、适用范围广. 数值仿真的结果取得了预期的效果,进一步验证了这一稳定性定理的 正确性及普遍适用性.     

跃变参数混沌同步及其应用

建立了跃变参数混沌同步的数学模型，提出并证明了其同步的充分条件，在理论上分析了充分条件的可实现性.提出了跃变参数混沌同步和跃变周期同步的有效算法，借助Chua混沌系统仿真实现了参数跃变混沌同步保密通信.最后，分析了跃变参数混沌保密通信对抗现有混沌窃听方法的性能.仿真结果表明跃变参数混沌同步及其保密通信具有易实现和强保密性等优点.     

混沌系统的统一投影同步

提出一种实现混沌系统投影同步的统一方法.通过构建一个广义比例矩阵和一个合适的响应系统,建立了混沌投影同步的通用模型,依据比例矩阵的不同种类,可实现广义投影同步、错位投影同步和广义混合错位投影同步等各种类型的混沌投影同步.利用Lyapunov稳定性理论给出了相应的证明,最后以多卷波混沌系统和超混沌Qi系统为例,进行了错位投影同步和广义混合错位投影同步的数值仿真,仿真结果进一步表明了该方法的有效性. 关键词： 混沌系统 广义比例矩阵 统一投影同步     

基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信

提出了一种基于广义混沌映射切换的混沌同步保密通信方式.这种通信方式首先构建产生多种混沌序列的广义混沌映射模型,然后在不同时段根据切换策略产生不同混沌序列,在发送端,将信号与混沌载波之和取模运算后再嵌入混沌映射的输入端进行迭代运算以实现调制;在接收端,根据切换协议,用同一个相应的广义混沌映射模型从接收信号中提取混沌载波并进而恢复信息信号.研究结果表明:这种基于广义混沌映射切换的混沌同步通信方式比基于单一混沌系统的保密通信方式具有更强的抗干扰能力,保密性能更好,且实现简单. 关键词： 混沌 混沌映射切换 同步 保密通信     

基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究

研究分数阶时滞混沌系统同步问题,基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论,设计分数阶时滞混沌系统同步控制器,使得分数阶时滞混沌系统达到同步,同时给出了数学证明过程.该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出变量进行设计,无需驱动系统和响应系统的状态变量,简化了控制器的设计,提高了控制器的实用性.利用Lyapunov稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式,研究并给出了同步控制器参数的选择条件.以分数阶时滞Chen混沌系统为例,设计基于状态观测器的同步控制器,实现了分数阶时滞Chen混沌系统同步,并将其应用于保密通信系统中.仿真结果证明了该同步方法的有效性.     

Lag projective synchronization in fractional-order chaotic (hyperchaotic) systems

In this Letter, a new lag projective synchronization for fractional-order chaotic (hyperchaotic) systems is proposed, which includes complete synchronization, anti-synchronization, lag synchronization, generalized projective synchronization. It is shown that the slave system synchronizes the past state of the driver up to a scaling factor. A suitable controller for achieving the lag projective synchronization is designed based on the stability theory of linear fractional-order systems and the pole placement technique. Two examples are given to illustrate effectiveness of the scheme, in which the lag projective synchronizations between fractional-order chaotic Rössler system and fractional-order chaotic Lü system, between fractional-order hyperchaotic Lorenz system and fractional-order hyperchaotic Chen system, respectively, are successfully achieved. Corresponding numerical simulations are also given to verify the analytical results.