用多项式和阶跃函数构造网格多涡卷混沌吸引子及其电路实现

提出一种利用多项式和阶跃函数构造N×M涡卷的构造方法.利用蔡氏电路,传统的利用多项式函数只能产生双涡卷、三涡卷,在此基础上,通过多项式平移得到相空间x方向的多涡卷,再通过多项式与阶跃函数组合来扩展相空间中指标2的鞍焦平衡点,使得多涡卷向y方向延伸,从而生成网格多涡卷混沌吸引子.该构造方法的主要特征是通过光滑曲线和非光滑曲线的组合生成网格多涡卷混沌吸引子,能通过调整自然数N和M的值实现平面网格任意涡卷混沌吸引子阵列.理论分析、数值模拟和电路仿真证实了方法的可行性. 关键词： 网格多涡卷混沌吸引子 蔡氏电路 阶跃函数 电路实现     

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     

吸引子涡卷数量与分布的控制:系统设计及电路实现

在三维线性系统中引入两个分段线性函数,构造了一个代数方程较为简单的网格涡卷混沌系统.通过对引入的锯齿波函数和改进型锯齿波函数的零点配置,完成了该系统指数2平衡点的数量和分布设计,实现了系统所生成混沌吸引子的涡卷数量和涡卷分布的控制.利用运算放大器、乘法器等模拟元器件设计了相应的锯齿波函数电路、改进型锯齿波函数电路以及三维线性系统电路,实现了本文所提出的网格涡卷混沌系统.实验结果与理论分析和数值仿真结果一致,验证了混沌吸引子的涡卷数量和涡卷分布设计的可行性. 关键词： 混沌系统 吸引子 分段线性函数 电路实现     

基于微控制器数字硬件实现的网格涡卷超混沌系统

基于微控制器(MCU)设计了一个通用的四维混沌系统数字硬件实验电路,由此实现了9×7网格涡卷的混沌和超混沌吸引子的生成.本文基于由Colpitts振荡器模型延伸出的四维多涡卷超混沌系统,通过引入单位锯齿波函数替换原系统中的三角波函数,构建了一个便于MCU数字硬件实现的新的网格涡卷超混沌系统,并对新系统网格涡卷吸引子的形成机理进行了分析和数值仿真.通过采用Euler算法对新系统进行离散化,在实验电路的有效动态范围内可以生成比原系统更多网格涡卷数量的吸引子.实验结果有效验证了本文基于MCU实现的网格涡卷超混沌系统的可行性.     

四维系统中多涡卷混沌吸引子的仿真研究

通过构造一个新的非线性函数，研究一种新型四维系统多涡卷混沌信号发生器，这种多涡卷混沌信号发生器的主要特征是随着自然数n的增加，能产生2n+2个多涡卷混沌吸引子，通过改变控制参数k可以改变多涡卷混沌吸引子的混沌边界.并在EWB平台上设计了具体的电路，进行仿真实验验证. 关键词： 四维混沌系统 多涡卷混沌吸引子 非线性函数     

一类多涡卷混沌吸引子及电路设计

提出了一种产生多涡卷混沌吸引子的方法并给出了相应的电路设计.该方法由若干个分段线性函数构成混沌系统的非线性函数,构造不同的分段数可以获得不同数量的涡卷混沌吸引子.数值仿真和EWB仿真结果表明了该方法的有效性. 关键词： 多涡卷混沌吸引子 分段线性函数 电路设计 电路实验结果     

一类多折叠环面多涡卷混沌吸引子的仿真研究

通过构造一个新的非线性函数，研究一类多折叠环面多涡卷混沌产生器.这种混沌产生器的主要特征是随着自然数n的增加，能产生大小相等、均匀分布的2n个折叠环面混沌吸引子和大小相等、均匀分布的2n+1个涡卷混沌吸引子，且折叠环面混沌吸引子与涡卷混沌吸引子之间相互间置，最左边和最右边均为涡卷混沌吸引子.基于虚拟电子实验室EWB软件，设计具体的电路，进行了仿真实验验证. 关键词： 折叠环面混沌吸引子 多涡卷混沌吸引子 涡卷     

基于电流传输器的网格多涡卷混沌吸引子在混合图像加密中的研究

该文提出了一种新的基于第二代电流传输器（CCII）的网格多涡卷混沌吸引子产生器,用于物理混沌加密和高级加密标准（AES）加密的混合图像加密算法．因CCII比普通运放有更好的频率特性和更大的动态范围,能产生频率更高,动力学特性更复杂的多涡卷物理混沌信号．基于CCII的多涡卷物理混沌加密和AES加密的混合加密系统。不存在确定的明文密文映射关系,密文统计特性也应优于其他加密系统．基于该算法研究了混合加密和单级加密的抗统计分析能力,以及涡卷数目不同的混沌信号在该算法中应用时密文统计特性的不同．完成了基于CCII的混沌电路设计与硬件实现,对加密系统进行了数值仿真,仿真结果与理论分析一致,同时表明涡卷数目越多的混沌系统其加密产生的密文相关性越弱．     

简化Lorenz多涡卷混沌吸引子的设计与应用

将简化Lorenz系统线性化成两个线性系统,采用控制方法得到两涡卷混沌系统,通过扩展两涡卷混沌系统的指标2鞍焦点,设计了多涡卷混沌吸引子.利用相图、分岔图、Poincaré截面和最大Lyapunov指数等方法,分析了该多涡卷混沌系统的动力学特性.设计了多涡卷混沌吸引子的模拟电路,并进行了仿真,数值仿真与电路仿真相一致.将多涡卷混沌系统应用于图像加密,设计了多涡卷混沌与高级加密标准(AES)的改进混合加密算法,并分析了其加密性能.结果表明,基于多涡卷混沌系统的改进混合加密算法具有更高的安全性.     

基于单电子器件的混沌电路研究

利用单电子晶体管和金属氧化物半导体的混合器件——SETMOS设计实现了细胞神经网络结构的蔡氏电路,得到了单涡卷吸引子和双涡卷吸引子.通过设计构成的SETMOS跨导放大器和SETMOS电压比较器,提出了基于SETMOS的类双涡卷混沌电路,仿真验证了类双涡卷吸引子.模拟结果表明,所设计的硬件电路结构简单,功耗低,有利于进一步提高集成电路的集成度,为混沌在工程领域的实际应用提供了新方法. 关键词： 细胞神经网络 蔡氏电路 混沌 涡卷     

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     

基于电流反馈放大器的网格多涡卷混沌电路设计与实现

提出了一种仅用电流反馈放大器实现网格多涡卷混沌系统的方法.首先用电流反馈放大器设计非线性函数电路;再用电流反馈放大器设计网格多涡卷混沌电路,根据混沌吸引子参数确定电路参数,由于电流反馈放大器具有较好的频率特性和端口特性,使该电路的工作频率高、电路结构简单、使用元件少;最后,通过电路仿真验证该方法的可行性.     

Implementation of a multi-scroll novel two-attractor grid chaotic system

This paper proposed a method of generating two attractors in a novel grid multi-scroll chaotic system. Based on a newly generated three-dimensional system, a two-attractor grid multi-scroll attractor system can be generated by adding two triangular waves and a sign function. Some basic dynamical properties, such as equilibrium points, bifurcations, and phase diagrams, were studied. Furthermore, the system was experimentally confirmed by an electronic circuit. The circuit simulation results and numerical simulation results verified the feasibility of this method.     

A novel multi-directional multi-scroll chaotic system and its CCII+ circuit implementation

This paper proposes a generalized formula of multi-directional multi-scroll chaotic system. Based on the generalized formula, by adding the nonlinear functions, and controlling the parameters of system, multi-directional multi-scroll chaotic attractors with different order system can be generated. According to this method, the correctness of generalized formula is verified. Then, basic dynamic characteristics of the system including the fractal, equilibrium points, Poincaré section, Lyapunov exponent spectrum and bifurcation diagram are analyzed. Finally, a nine-dimensional chaotic circuit based on CCII₊ devices is designed, which verified the feasibility of the generalized formula and multi-directional multi-scroll chaotic circuit with CCII₊ devices.     

Generation and circuit implementation of multi-block multidirectional grid multi-scroll chaotic attractors

Due to the dynamic characteristics of the Chua's system, multi-scroll chaotic attractors are still confined in a single block and fail to break the limit. This paper proposes an approach for generating novel multi-block multidirectional grid multi-scroll chaotic attractors that can break the limit via novel nonlinear modulating functions. According to this method, the recursion rules used to generate multi-block multidirectional grid multi-scroll attractors are mathematically obtained. The new system is autonomous; the effectiveness of this method has been verified by theoretical analysis, numerical simulation, and circuit implementation.     

基于数字信号处理器的语音无线混沌通信——系统设计与硬件实现

提出了一种基于数字信号处理器(DSP)的语音无线混沌数字通信系统设计与硬件实现的新方案.根据Runge-Kutta算法和变量比例扩张变换,以多涡卷广义Jerk系统为例,对其连续混沌系统作离散化处理,产生作为语音数据加密与解密的混沌数字序列.在芯片型号TMS320VC5509APGE的DSP技术平台上,利用无线发送器和无线接收器nRF2401,实现了语音无线混沌数字通信.给出了技术设计与硬件实现结果,证实了该方案的可行性.     

Generation of grid multi-scroll chaotic attractors via switching piecewise linear controller

In this Letter, a novel method is developed for generating grid multi-scroll chaotic attractors using switching piecewise linear controller. First, a third-order linear system is designed to ensure that its unique equilibrium point belongs to a saddle-focus type with index 2 and the corresponding eigenvalues satisfy Shilnikov conditions. Then, by three different types of switching control strategies, the equilibrium point can be extended along both xy plane and z axis direction, so as to generate grid multi-scroll chaotic attractors. The dynamical behaviors are further analyzed. Moreover, an improved module-based circuit is designed for realizing 5×3 and 4×4 grid scroll chaotic attractors, and the experimental results are also obtained, which is consistent with the numerical simulations.     

Implementation of a novel two-attractor grid multi-scroll chaotic system

This paper proposed a method of generating two attractors in a novel grid multi-scroll chaotic system.Based on a newly generated three-dimensional system,a two-attractor grid multi-scroll attractor system can be generated by adding two triangular waves and a sign function.Some basic dynamical properties,such as equilibrium points,bifurcations,and phase diagrams,were studied.Furthermore,the system was experimentally confirmed by an electronic circuit.The circuit simulation results and numerical simulation results verified the feasibility of this method.