一种新的蔡氏电路设计方法与硬件实现

提出了一种基于蔡氏无量纲状态方程新的电路设计方法.首先对蔡氏无量纲状态方程各变量进行比例压缩变换、微分-积分转换和时间尺度变换.其次根据变换后的方程设计出各模块电路，再将各模块按方程中各状态变量的对应关系联结起来.整个电路只由反相加法器、积分器和反相器三大模块构成，电路结构对称.与现有其他的混沌电路设计相比，该方法具有三个主要特点：(1)直观性强，实现了电路的模块化设计，并总结出了这类混沌电路更一般的设计原理，具有普适性，可用于其他无量纲连续状态方程的电路设计；(2)由于采用了反相加法器，各个电路参数独立 关键词： 蔡氏电路 多项式 模块化设计 硬件实验     

用时滞和阶跃序列组合生成网格多涡卷蔡氏混沌吸引子

提出了在规范型蔡氏电路中生成两种不同类型网格多涡卷混沌吸引子的新方法.与现有文献报道仅构造同一类型非线性函数产生多涡卷混沌吸引子的主要差别在于,这种方法能在一个蔡氏电路中同时构造时滞序列和阶跃序列,并通过其不同的组合方式来扩展相空间中指标2的鞍焦平衡点,从而生成两种不同类型的网格多涡卷混沌吸引子.理论分析、数值模拟和电路实验结果证实了该方法的可行性. 关键词： 规范型蔡氏电路 网格多涡卷混沌吸引子 时滞序列和阶跃序列 电路实现     

一个超混沌六阶蔡氏电路及其硬件实现

文章构建了一个新的超混沌六阶蔡氏电路,计算了该系统的Lyapunov指数和维数,给出了系统的数值仿真相图.同时,设计了相应的电子电路并进行了硬件实现,实验结果与仿真结果完全吻合,由此证实了该系统不仅存在而且可物理实现. 关键词： 六阶蔡氏电路 超混沌 硬件实验 混沌发生器     

基于反馈精确线性化的混沌系统同步控制方法

应用精确线性化方法，通过严格的状态变换和反馈方法，将非线性混沌系统线性化. 考虑到系统的部分状态变量无法测量，设计了混沌系统的状态观测器，求解出了状态观测器的反馈控制律. 将这种控制方法应用于Lorenz混沌系统的同步控制，仿真结果表明，系统三个状态变量的同步误差均能在很短的时间内收敛到零.因此，该同步控制方法在保证闭环系统稳定的前提下，具有较好的同步控制快速性和较高的控制精度. 关键词： 反馈线性化 混沌同步 状态观测器     

蔡氏电路的功能全同电路与拓扑等效电路及其设计方法

基于经典蔡氏电路方程的电容电压与电感电流变量及其状态方程归一化特点,提出了三种标度化、优化的电路设计方法:一种是方程变量都为电压的5运放电源限幅蔡氏电路,便于大规模集成;两种二极管非线性构成的功能全同蔡氏电路,与限幅非线性电路优势互补,可供大规模集成的细胞神经网络系统设计;同时,给出了与蔡氏电路为微分同胚电路的优化三次方蔡氏电路.各电路设计方法适用于以三折线为主的三次型混沌电路.最后,将本文提出的电路设计方法应用于混沌保密通信,实验表明该方法具有实用性和一定的应用价值.     

一个改进恒Lyapunov指数谱混沌系统的电路实现与同步控制

基于提出的恒Lyapunov指数谱混沌系统,通过将系统中的参数进行剥离,得到一个改进型的恒Lyapunov指数谱混沌系统.该混沌系统存在三个重要的特性：双参数恒Lyapunov指数谱、存在全局线性调幅参数和倒相参数.通过Lyapunov指数谱与分岔图结合理论证明与推理,揭示了该新系统存在的上述动力学特征.构建实验电路,实现了改进混沌系统,物理实验验证了新系统的混沌行为.最后,利用单变量反馈控制方法实现了新系统的同步控制,通过物理实验验证了新系统同步控制的条件. 关键词： 改进恒Lyapunov指数谱混沌系统 电路实现 同步控制     

混沌系统的参数开关调制法研究

提出了参数开关调制控制混沌方法,通过对蔡氏电路中的电容参数进行开关调制,可把蔡氏电路由混沌状态控制到其平衡态和nP周期轨道.数值模拟和电路仿真的结果证实了本方法的有效性,丰富了蔡氏电路的工程应用方法.     

Chen氏混沌电路实现与同步控制实验研究

对Chen氏混沌系统的电路实现作了进一步的研究，推导出切实可行的电路参数.在此基础上利用Electronic Workbench电路仿真软件进行了仿真实验，并搭建实现了实际的Chen氏电路，在示波器上观察到了Chen氏混沌系统的混沌波形.同时，利用单变量耦合反馈控制方法对两个Chen氏系统的同步控制进行了实验研究，给出了实现同步的电路参数调节范围. 关键词： 混沌系统 Chen氏混沌 同步控制 电路实现     

混沌系统的参数开关调制法研究

提出了参数开关调制控制混沌方法,通过对蔡氏电路中的电容参数进行开关调制,可把蔡氏电路由混沌状态控制到其平衡态和nP周期轨道.数值模拟和电路仿真的结果证实了本方法的有效性,丰富了蔡氏电路的工程应用方法     

变型蔡氏电路中混沌控制的实验研究

将变型蔡氏电路与线性二阶电路相耦合．进行线性二阶电路对变型蔡氏电路非反馈混沌控制的实验研究．实验结果表明：变型蔡氏电路比蔡氏电路具有更强的鲁棒性，更易实现混沌控制．     

一种二次型忆阻器四阶混沌电路

由HP实验室研制的无源忆阻器得到的荷控二次型忆阻器模型,与有源磁控分段线性和三次光滑忆阻器模型相比,更符合实际.利用此模型并基于蔡氏混沌电路演化而来的拓扑对偶结构设计了一种新型忆阻器四阶混沌电路.理论分析、仿真及电路实现表明,该电路具有依赖于忆阻器初始状态的复杂动力学行为,也会产生随时间和系统参数变化的状态转移等非线性动力学现象,在相轨图中出现"涡眼"和"环眼".     

多涡卷高阶广义Jerk电路

提出在高阶Jerk系统中产生多涡卷混沌吸引子的一种电路设计与实现新方法.根据高阶Jerk方程，构造了一组具有参数控制的阶跃函数序列，在此基础上设计了产生多涡卷混沌吸引子的高阶广义Jerk电路.用这种方法设计电路的一个主要特点是通用性强，基于一种广义的电路形式，通过双掷开关切换，可分别实现多涡卷四阶和五阶两种不同类型的高阶Jerk电路，并由联动开关控制产生涡卷的数量.给出了在四阶和五阶Jerk电路中产生多涡卷混沌吸引子的计算机模拟和硬件实验结果. 关键词： 高阶广义Jerk电路 阶跃函数序列 多涡卷混沌吸引子 电路实验     

Synchronization and parameter identification of one class of realistic chaotic circuit

In this paper, the synchronization and the parameter identification of the chaotic Pikovsky--Rabinovich (PR) circuits are investigated. The linear error of the second corresponding variables is used to change the driven chaotic PR circuit, and the complete synchronization of the two identical chaotic PR circuits is realized with feedback intensity k increasing to a certain threshold. The Lyapunov exponents of the chaotic PR circuits are calculated by using different feedback intensities and our results are confirmed. The case where the two chaotic PR circuits are not identical is also investigated. A general positive Lyapunov function V, which consists of all the errors of the corresponding variables and parameters and changeable gain coefficient, is constructed by using the Lyapunov stability theory to study the parameter identification and complete synchronization of two non-identical chaotic circuits. The controllers and the parameter observers could be obtained analytically only by simplifying the criterion dV/dt<0 (differential coefficient of Lyapunov function V with respect to time is negative). It is confirmed that the two non-identical chaotic PR circuits could still reach complete synchronization and all the unknown parameters in the drive system are estimated exactly within a short transient period.     

五阶压控忆阻蔡氏混沌电路的双稳定性

通过在蔡氏电路的耦合电阻支路中串联一个电感,采用压控忆阻替换蔡氏电路中的蔡氏二极管,提出了一种新颖的五阶压控忆阻蔡氏混沌电路.建立该电路的数学模型,从理论上分析了平衡点及其稳定性的演化过程.特别地,该电路在给定参数下只有一个不稳定的零平衡点,却形成了混沌与周期的非对称吸引子共存的吸引盆,意味着双稳定性的存在.进而利用数值仿真与PSIM电路仿真着重研究了本文电路在不同初始状态下产生的双稳定性现象及其形成机理.PSIM电路仿真结果与数值仿真结果一致,较好地验证了理论分析.借助分岔图、李雅普诺夫指数、相轨图和吸引盆进一步深入探讨了归一化五阶压控忆阻蔡氏系统依赖于系统初始条件的动力学行为.结果表明,该忆阻蔡氏系统在不同的初始条件下能够呈现出混沌吸引子与周期极限环共存的双稳定性现象.     

混沌系统的注入反馈控制与动态控制方法研究

提出了注入反馈控制混沌的方法,把蔡氏电路混沌系统控制到指定的平衡态和希望的振荡周期轨道上.通过改变控制参数,研究了几个典型物理状态变化现象,丰富了蔡氏电路混沌系统的应用方法 关键词： 混沌 平衡态 极限环     

Mapping equivalent approach to analysis and realization of memristor-based dynamical circuit

A novel mapping equivalent approach is proposed in this paper, which can be used for analyzing and realizing a memristor-based dynamical circuit equivalently by a nonlinear dynamical circuit with the same topologies and circuit parameters. A memristor-based chaotic circuit and the corresponding Chua’s chaotic circuit with two output differentiators are taken as examples to illustrate this approach. Equivalent dynamical analysis and realization of the memristor-based chaotic circuit are performed by using Chua’s chaotic circuit. The results indicate that the outputs of memristor-based chaotic circuit and the corresponding outputs of Chua’s chaotic circuit have identical dynamics. The proposed approach verified by numerical simulations and experimental observations is useful in designing and analyzing memristor-based dynamical circuits.     

Experimental synchronization of single-transistor-based chaotic circuits

This work deals with nonautonomous chaotic circuits and, in particular, with the experimental characterization of the synchronization properties of two simple nonautonomous circuits. Two single-transistor chaotic circuits, which are among the simplest chaotic oscillators, are investigated. We studied synchronization of these circuits and found that the most appropriate technique to synchronize two single-transistor chaotic circuits is that based on the design of an inverse circuit.     

分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

频域传递函数近似方法不仅是常用的 分数阶混沌系统相轨迹的数值分析方法之一, 而且也是设计分数阶混沌系统电路的主要方法. 应用该方法首先研究了分数阶Lorenz系统的混沌特性, 通过对Lyapunov指数图、分岔图和数值仿真分析, 发现了其较为丰富的动态特性, 即当分数阶次从0.7到0.9以步长0.1变化时, 该分数阶Lorenz系统既存在混沌特性, 又存在周期特性, 从数值分析上说明了在更低维的Lorenz系统中存在着混沌现象. 然后又基于该方法和整数阶混沌电路的设计方法, 设计了一个模拟电路实现了该分数阶Lorenz系统, 电路中的电阻和电容等数值是由系统参数和频域传递函数近似确定的. 通过示波器观测到了该分数阶Lorenz系统的混沌吸引子和周期吸引子的相轨迹图, 这些电路实验结果与数值仿真分析是一致的, 进一步从物理实现上说明了其混沌特性. 关键词： 分数阶系统 Lorenz系统 分岔分析 电路实现     

基于金属氧化物半导体晶体管Colpitts混沌振荡电路及其同步研究

用金属氧化物半导体(MOS)晶体管模型取代传统Colpitts混沌振荡电路中的三极管模型, 提出了一种基于MOS管的Colpitts混沌振荡电路. 通过合适的归一化方法, 得到了与基于三极管电路类似的状态模型. 平衡点的指标说明两种结构产生混沌的机理并不相同. 然后, 通过参数反演, 得到了详细的电路参数, 并用Pspice软件仿真得到了混沌吸引子和混沌信号的频谱图, 说明了此结构可在低电压下工作并且能产生高频率的混沌信号. 最后, 用误差反馈的方法实现了这种结构的同步. 关键词： Colpitts混沌 金属氧化物半导体晶体管 低电压 误差反馈同步