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     

分数阶Chua's系统错位同步无感模块化电路实现及应用

基于分数阶混沌系统稳定性理论, 设计高效的非线性控制器, 实现初始值不同的两个分数阶Chua's系统错位投影同步. 根据分数阶复频域近似方法, 提出分数阶系统的等效电路, 实现分数阶Chua's系统错位投影同步的无感模块化电路. 最后,利用改进的混沌掩盖通信原理, 将以上同步方案应用于混沌保密通信中, 在发送端使用分数阶混沌序列对有用信号加密传送, 从接收端可以无失真地恢复出有用信号. 数值仿真与电路仿真证实了提出方案的可行性. 关键词： 分数阶Chua's系统 错位投影同步 无感模块化电路 保密通信     

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.     

改进恒Lyapunov指数谱混沌系统的广义投影同步研究

对改进恒Lyapunov指数谱混沌系统的广义投影同步进行了研究.用主动控制同步法设计合适的非线性反馈控制器,通过单向耦合,实现恒指数谱混沌系统的同结构广义投影同步与异结构广义投影同步.在指出广义投影同步体系中比例因子调节作用的同时,也分析了改进恒指数谱混沌系统的全局线性调幅参数对同步体系中两个系统的作用.基于模块与复用的设计思想,详细分析并构建了广义投影同步体系中的驱动系统、控制系统与响应系统.数值仿真与电路实验仿真一致显示：调节比例因子能够获得任意比例于原驱动混沌系统输出的混沌信号;调节全局线性调幅参数,能够同时线性调整同步体系中两个系统输出的状态变量的幅值,而不影响两个系统之间的广义投影同步. 关键词： 改进恒Lyapunov指数谱混沌系统 广义投影同步 比例因子 全局线性调幅参数     

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.     

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     

一类混沌系统同步时间可控的自适应投影同步

基于自适应的方法, 提出了一种同步时间可控的混沌投影同步方法. 该方法针对一类不同的混沌系统设计了通用的同步控制器和参数自适应律, 使驱动系统的状态变量和响应系统的状态变量按照给定比例矩阵达到同步, 同步误差按预设的指数速率收敛. 由于比例矩阵和指数速率不为第三方所知, 可提高信息的抗破译能力. 同时, 通过调节相关控制器参数, 可在有限时间内达到投影同步, 并实现对同步时间的有效控制. 数值模拟结果的对比和分析验证了所提方法是有效的和鲁棒的. 关键词： 混沌 自适应控制 投影同步 时间可控     

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.     

复杂Dynamos混沌系统的追踪控制与同步

基于系统稳定性理论,设计合适的新型非线性反馈控制器,实现复杂Dynamos混沌系统的状态向量与任意给定的不同参考信号追踪广义投影同步.以追踪控制超混沌系统、混沌系统、正弦余弦信号以及不动点为例,通过改变比例因子,可以获得多个不同混沌系统之间的异结构广义投影同步以及与正弦波形的广义同步,或者将复杂Dynamos混沌系统控制到期望的平衡点.数值仿真进一步表明了该方法的有效性. 关键词： 复杂Dynamos混沌系统 追踪控制 广义投影同步 平衡点     

基于高增益降维观测器的一类混沌同步

针对一类混沌系统, 当不满足观测器匹配条件时, 讨论了基于观测器的混沌同步及保密通讯问题.通过设计辅助驱动信号, 使得观测器匹配条件得以满足.为了处理辅助驱动信号中的未知变量, 使用高增益观测器作为近似微分器, 不仅给出了辅助驱动信号的估计值, 还给出了辅助驱动信号的微分估计值.基于辅助驱动信号的估计值, 提出了一种能与非线性项和干扰影响解耦的降维观测器作为响应系统, 达到了与驱动系统的同步.在同步的基础上, 再基于辅助驱动信号及其微分的估计值, 提出了一种保密信息还原的方法.最后, 针对Rössler系统进行仿真, 仿真结果表明所提出的方法是有效的. 关键词： 辅助驱动信号 混沌同步 降维观测器 保密通讯     

非相干光反馈与非相干光注入混沌同步通信系统仿真分析

本文对非相干光反馈与非相干光注入激光混沌同步保密通信系统进行了理论仿真研究.本系统为Pecora-Carroll混沌同步系统,基于Lang-Kobayashi速率方程,建立了发送激光器和接收激光器的理论模型.利用该模型分析了同步建立时间、同步误差,混沌键控编码/解码以及调制速率等特性.仿真结果表明系统具有很好的同步性能和保密性,混沌同步时间约为1 ns,混沌键控编码速率可达1 Gbit/s.研究结果对非相干光反馈与非相干光注入激光混沌同步保密通信系统的设计具有重要参考价值.     

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     

一类五阶超混沌电路系统的加速追踪控制与投影同步

设计了一种统一形式的非线性状态反馈控制器,实现了一类五阶超混沌电路系统的状态变量与任意给定参考信号的追踪广义投影同步.通过取不同的比例因子和加速因子,可以快速获得与超混沌系统和多个不同维混沌系统之间的异结构广义投影同步、周期信号的广义投影同步,以及将五阶超混沌系统快速控制到周期态和期望的平衡点.数值仿真进一步表明了该方法的有效性. 关键词： 超混沌电路 追踪控制 广义投影同步 加速因子     

统一混沌系统的投影同步与控制

对单向耦合的统一混沌系统间的投影同步进行了研究与控制-分析了投影同步现象的产生机 理，给出一方案对投影同步的特征量进行控制-该方案所需控制代价较小, 为设计适当的混 沌信号源提供了一种理论依据，在利用混沌电路系统进行保密通信方面有着一定的应用前景 -仿真实例表明理论分析的正确性和实际控制方案的有效性- 关键词： 统一混沌系统 投影同步 混沌控制 单向耦合     

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.     

Projective synchronization of spatiotemporal chaos in a weighted complex network

<正>Projective synchronization of a weighted complex network is studied in which nodes are spatiotemporal chaos systems and all nodes are coupled not with the nonlinear terms of the system but through a weighted connection.The range of the linear coefficient matrix of separated configuration,when the synchronization is implemented,is determined according to Lyapunov stability theory.It is found that projective synchronization can be realized for unidirectional star-connection even if the coupling strength between the nodes is a given arbitrary weight value.The Gray-Scott models having spatiotemporal chaos behaviours are taken as nodes in the weighted complex network,and simulation results of spatiotemporal synchronization show the effectiveness of the method.     

Projective Synchronization Between Two Nonidentical Variable Time Delayed Systems

In this paper,we propose a method for the projective synchronization between two different chaotic systems with variable time delays.Using active control approach,the suitable controller is constructed to make the states of two different diverse time delayed systems asymptotically synchronize up to the desired scaling factor.Based on the Lyapunov stability theory,the sufficient condition for the projective synchronization is calculated theoretically.Numerical simulations of the projective synchronization between Mackey-Glass system and Ikeda system with variable time delays are shown to validate the effectiveness of the proposed algorithm.     

Synchronization of switched system and application in communication

In this Letter, synchronization of switched system is investigated based on Lyapunov method. A sufficient condition is derived to ensure the synchronization between two switched systems, and a new communication scheme is also proposed based on this. Furthermore, some secure analysis works, such as return map attack and moving average error attack, are also given to show the security of the proposed scheme. Finally, simulation examples are constructed to verify the theoretical analysis and its application for communication.     

基于改进克隆选择算法的统一混沌系统同步控制与参数辨识

提出一种改进的克隆选择算法用于解决混沌系统的参数辨识问题.该算法利用抗体的高频变异和受体编辑两种机制有效平衡算法的全局探索与局部开发，并引入向精英抗体学习策略进一步提高算法的收敛质量.对10个优化问题的实验表明：所提出算法在求解精度、收敛速度以及稳定性方面具有更好的性能.以参数未知统一混沌系统的同步控制为研究对象，合理设计同步控制器，并对同步系统的稳定性进行理论分析.通过对同步比例因子的设置，实现统一混沌系统的完全同步、反同步、投影同步等多种同步方式.仿真实验结果表明该方法能够实现对未知系统参数的精确辨识以及驱动-响应系统的有效同步控制，验证了所提方法的可行性与有效性.     

激光时空混沌模型的加权网络投影同步

提出了一种实现加权网络时空混沌投影同步的方法.通过构造合适的Lyapunov函数,确定了加权网络中连接节点之间耦合函数的结构以及网络节点状态方程中分离配置的线性项的系数矩阵的取值范围.以Bragg声光双稳系统作为局域函数,单向耦合映像格子作为空间扩展系统构成激光时空混沌模型.通过仿真模拟检验了采用激光时空混沌模型作为网络节点的加权网络的投影同步效果.结果显示,对于任意的节点之间耦合强度的权重值,加权网络的投影同步均可以实现. 关键词： 投影同步 加权网络 时空混沌 Bragg声光双稳系统