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.     

适合传输快变信息信号的混沌调制保密通信

提出一种新的混沌调制通信方法.利用一个自适应控制器跟踪信息信号的误差对产生混沌载波的发射系统进行参数调制.同时，信息信号直接与混沌载波相乘作为发射信号驱动接收系统.在接收端，另一个自适应控制器维持收发系统的混沌同步并恢复出信息信号.由于同步误差与信息信号无关，从而实现了大幅度、快时变信息信号的混沌调制通信.理论分析和数值模拟的结果表明该方法增强了低维混沌系统的通信保密性. 关键词： 混沌调制 保密通信 自适应控制器 蔡氏电路     

蔡氏对偶混沌电路分析

提出了一个新颖的蔡氏对偶混沌电路,并进行了深入的理论研究和计算机仿真分析.得出了几点结论:1)此混沌电路元器件少,且与蔡氏混沌电路结构完全对偶.2)在确定的元器件参数条件下,电路出现双涡卷奇怪吸引子和丰富的混沌动力学行为. 关键词： 蔡氏对偶电路 奇怪吸引子 混沌     

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．     

基于符号函数的注入反馈式蔡氏电路同步控制

蔡氏电路的状态变量不易引出,一般的同步控制方法难以硬件电路实现.针对此类含有电感、电容储能元件的混沌电路,提出一种注入反馈式混沌同步电路设计方法,通过引出状态变量,并在状态变量微分量未知的情况下对系统实施混沌控制.利用该方法,对运动行为不同的两个蔡氏系统,实现了基于符号函数的非线性投影同步控制研究,电路实验结果验证了该方法的可行性和有效性.     

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     

基于线性反馈控制的不确定混沌系统的参数辨识

基于线性反馈控制方法和Lyapunov稳定性理论,研究了参数不确定系统的混沌同步和参数辨识,设计了普遍适用的参数自适应控制律,理论证明设计的控制器可使得两个结构相同但参数不同的混沌系统渐近地达到同步,并且可以辨识出响应系统的未知参数. Lorenz系统和蔡氏电路的数值仿真进一步表明了该方法的有效性. 关键词： 不确定混沌系统 同步 参数辨识 Lyapunov函数     

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.     

蔡氏电路的研究与制作

在非线性电路中蔡氏电路是迄今为止产生复杂动力学行为的最为有效和较为简单的电路之一。从软件仿真和电路制作两个角度分别对蔡氏电路的特性进行了研究,讨论蔡氏电路的工作原理,分别用PSPICE和MATLAB软件仿真出蔡氏电路的相关特性,并制作出硬件电路,给出观察蔡氏电路周期1、周期2极限环及单涡卷和双涡卷混沌吸引子的实验结果,得出了与理论分析一致的结果。对进一步研究和设计专用混沌集成电路及混沌在保密通信中的应用具有积极的意义。     

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.     

变形蔡氏电路中的混沌控制及Pspice仿真研究

针对变形蔡氏系统设计了电路,并通过Pspice仿真软件对其进行电路仿真.利用正比于系统变量的周期脉冲扰动法对其混沌进行控制,得到较好的控制结果.实验结果表明,所设计的控制器只需调整脉冲控制源的周期、脉宽和幅值,即可实现对混沌运动的控制.     

蔡氏电路中模拟电感的容差分析

搭建了基于模拟电感的蔡氏电路,通过改变分岔参量,得到了基于模拟电感的蔡氏电路经倍周期分岔走向混沌的相图.实验结果表明,相对于原始蔡氏电路,基于模拟电感的蔡氏电路的分岔参量调节范围更宽,倍周期分岔现象更为丰富,且易起振,便于集成.     

Multiple period-doubling bifurcation route to chaos in periodically pulsed Murali-Lakshmanan-Chua circuit-controlling and synchronization of chaos

We consider a simple nonautonomous dissipative nonlinear electronic circuit consisting of Chua's diode as the only nonlinear element, which exhibit a typical period doubling bifurcation route to chaotic oscillations. In this paper, we show that the effect of additional periodic pulses in this Murali-Lakshmanan-Chua (MLC) circuit results in novel multiple-period-doubling bifurcation behavior, prior to the onset of chaos, by using both numerical and some experimental simulations. In the chaotic regime, this circuit exhibits a rich variety of dynamical behavior including enlarged periodic windows, attractor crises, distinctly modified bifurcation structures, and so on. For certain types of periodic pulses, this circuit also admits transcritical bifurcations preceding the onset of multiple-period-doubling bifurcations. We have characterized our numerical simulation results by using Lyapunov exponents, correlation dimension, and power spectrum, which are found to be in good agreement with the experimental observations. Further controlling and synchronization of chaos in this periodically pulsed MLC circuit have been achieved by using suitable methods. We have also shown that the chaotic attractor becomes more complicated and their corresponding return maps are no longer simple for large n-periodic pulses. The above study also indicates that one can generate any desired n-period-doubling bifurcation behavior by applying n-periodic pulses to a chaotic system.     

混沌实验数据处理及仿真

大学物理实验中混沌实验大多采用观察现象的方法进行,本实验采用蔡氏电路(Chua s circuit)产生混沌行为.在观察不同初始值条件下出现的倍周期分岔、阵发混沌、奇异吸引子等相图及现象的基础上,通过对采集数据进行处理,对负电阻伏安特性进行分段线性拟合,用功率频谱法、计算机仿真方法(龙格-库塔数值积分法)对混沌现象进行描绘,将实验数据与非线性方程组的数值解相结合,呈现出混沌现象的本质.     

脉冲电压微分反馈法控制buck功率变换器中的混沌

通过3种典型的开关逻辑图分析了降压buck变换器中混沌产生的机理，指出开关S导通时，电 容充电过快是电路系统中混沌产生的主要原因.在此基础上提出了利用输出电压的脉冲微分 反馈对这类电路系统中的混沌进行控制的方法.理论分析、数值计算和电路仿真证实了该方 法的正确性和有效性. 关键词： 混沌 混沌控制 脉冲电压微分反馈 buck变换器     

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     

Open-loop frequency response for a chaotic masking system

In this paper, a new numerical simulation approach is proposed for the study of open-loop frequency response of a chaotic masking system. Using Chua's circuit and the Lorenz system as illustrative examples, we have shown that one can employ chaos synchronization to separate the feedback network from a chaotic masking system, and then use numerical simulation to obtain the open-loop synchronization response, the phase response, and the amplitude response of a chaotic masking system. Based on the analysis of the frequency response, we have also proved that changing the amplitude of the exciting (input) signal within normal working domain does not influence the frequency response of the chaotic masking system. The new numerical simulation method developed in this paper can be extended to consider the open-loop frequency response of other systems described by differential or difference equations.     

Experimental study on tracking the state of analog Chua's circuit with particle filter for chaos synchronization

The aim of this Letter is to study by experiment the feasibility of tracking the state of analog Chua's circuit with particle filter for chaos synchronization. The structure of this digital-filter-based synchronization approach is proposed and depicted. The transmitted signals, generated from PSpice simulations and a physically implemented Chua's circuit, get through an additive white Gaussian noise (AWGN) channel to a receiver consisting of an analog-to-digital converter (ADC) and a particle filter (PF). The ADC is used to sample the analog signals and the PF is used to estimate and track the state of the transmitting circuit to obtain synchronized oscillation signals. Experiment results indicate that it is possible to use this approach to synchronize analog Chua's circuit, even if the circuit parameters are not known exactly and time-varying. In addition, the effects of different signal-to-noise ratio (SNR), ADC sampling frequency and PF state sampling time on synchronization performance are also studied for further understanding of this synchronization approach.     

基于参数切换算法的混沌系统吸引子近似及其电路设计

基于参数切换算法和离散混沌系统, 设计一种新的混沌系统参数切换算法, 给出了两算法的原理. 采用混沌吸引子相图观测法, 研究了不同算法下统一混沌系统和Rössler混沌系统参数切换结果, 最后引入方波发生器, 设计了Rössler混沌系统参数切换电路. 结果表明, 采用参数切换算法可以近似出指定参数下的系统, 其吸引子与该参数下吸引子一致; 基于离散系统的参数切换结果更为复杂, 当离散序列分布均匀时, 只可近似得到指定参数下的系统; 相比传统切换混沌电路, 参数切换电路不用修改原有系统电路结构, 设计更为简单, 输出结果受方波频率影响, 通过加入合适频率的方波发生器, 数值仿真与电路仿真结果一致.