基于量子粒子群算法的混沌系统同步控制及参数辨识

针对异结构且参数未知混沌系统的同步控制,设计同步控制器并对误差系统的稳定性进行理论分析.通过合理选择优化目标函数,利用量子粒子群算法高效的全局寻优能力,实现混沌系统的未知参数辨识,有效降低同步控制器的开发难度.以Rössler混沌系统与Lorenz混沌系统的异结构同步为研究对象,进行数值仿真实验,结果表明该方法能够实现驱动-响应系统的快速混沌同步及系统未知参数的准确辨识,并验证该方法的可行性和有效性.     

Logistic-Unified混杂混沌系统

提出利用Logistic混沌映射调制Unified混沌系统的参数,构建Logistic-Unified(LU)混杂混沌系统的思想.在Logistic混沌映射产生的随机数值的调制下,Unified混沌系统的参数随机变化,控制LU混杂混沌系统在广义Lorenz系统、Lü系统和广义Chen系统间随机切换,产生极其复杂的混沌信号.用数字信号处理(DSP)芯片对LU混杂混沌系统进行硬件实现,硬件实验与数值仿真结果一致,证明了理论分析的正确性. 关键词： LU混杂混沌系统 切换律 Lyapunov指数 DSP     

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.     

分数阶共轭Chen混沌系统中的混沌及其电路实验仿真

研究了分数阶共轭Chen混沌系统的混沌行为, 给出了分数阶共轭Chen系统存在混沌吸引子的必要条件. 并设计了一种传递函数的新电路单元用来实现分数阶共轭Chen混沌系统, 利用Multisim2001电子工作平台进行了电路实验仿真. 数值模拟和电路实验仿真结果相符, 证实了分数阶共轭Chen系统确实存在混沌现象和所设计电路单元的有效性. 关键词： 分数阶 共轭Chen混沌系统 电路单元 电路仿真     

一类多翼蝴蝶混沌吸引子及其电路实现

提出了一种构造多翼蝴蝶混沌吸引子的新方法,在Liu混沌系统的基础上,通过设计一种新的分段线性函数,构造了一个产生多翼蝴蝶混沌吸引子的混沌系统,对系统的平衡点、Lyapunov指数谱、分岔图、相图、频谱和Poincare截面进行了分析。最后,设计了相应的硬件电路,电路实验结果与数值仿真结果一致,验证了该方法的可行性和有效性。     

Rössler超混沌系统多变量广义预测控制快速算法

提出了一种Rössler超混沌系统多变量广义预测控制快速算法.采用改进的时变遗忘因子递推最小二乘方法辨识混沌系统,通过在常规多变量广义预测控制性能指标函数中引入前馈增益矩阵与柔化矩阵,实现系统对参考信号的快速跟踪.该算法降低了求逆矩阵的维数,从而减少了计算量.仿真结果验证了该方法的有效性和实用性. 关键词： 广义预测控制 Rö ssler超混沌系统 前馈增益矩阵 柔化矩阵     

R(o)ssler系统的电路板实现及混沌控制

设计一种基于R(o)ssler方程的混沌电路装置,研究了从周期演变到混沌状态的分岔过程,采用非线性反馈控制方法实现了对R(o)ssler混沌系统的有效控制,实验结果表明:通过改变反馈增益,可将R(o)ssler系统从混沌状态控制到稳定的周期状态.     

基于Lyapunov方程的分数阶新混沌系统的控制

新混沌系统是一种不同于Lorenz混沌系统、Chen混沌系统以及Liu混沌系统的新的三阶连续自治混沌系统.本文基于波特图的频域近似方法,提出了一种混合型电路单元来近似实现分数阶算子,并设计电路实现了2·7阶新混沌系统.基于Lyapunov方程的系统稳定性判定理论,设计了相应的控制器,实现了对分数阶新混沌系统的控制.     

一类自治混沌系统的动力学分析与电路实现

分析讨论一类新的三维二次自治混沌系统.通过理论分析、数值仿真,计算系统的Lyapunov指数谱和Lyapunov维数,以及系统的分岔图等,对系统的基本动力学特性进行分析.设计实现该系统的混沌电路,建立系统参数和电路参数的对应关系,运用Pspice软件对电路进行仿真实验,证实分析的正确性.所讨论的系统不同于Lorenz系统、Rössler系统、Chen系统和Lü系统等,且电路实现很简单实用.     

四维切换超混沌系统

构建了一类关联且有多种切换方式的四维超混沌系统.依据系统的分岔图确定了各个子系统都处于混沌状态时，系统参数的取值范围.分析了这类四维超混沌系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图和Lyapunov指数等特性，设计了实现这类可切换超混沌系统的实际电路，利用系统选择器，一个电路可以实现四个关联子系统的功能. 关键词： 超混沌系统 分岔图 Lyapunov指数 切换     

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     

A novel four-wing chaotic attractor generated from a three-dimensional quadratic autonomous system

This paper presents a new 3D quadratic autonomous chaotic system which contains five system parameters and three quadratic cross-product terms, and the system can generate a single four-wing chaotic attractor with wide parameter ranges. Through theoretical analysis, the Hopf bifurcation processes are proved to arise at certain equilibrium points. Numerical bifurcation analysis shows that the system has many interesting complex dynamical behaviours; the system trajectory can evolve to a chaotic attractor from a periodic orbit or a fixed point as the proper parameter varies. Finally, an analog electronic circuit is designed to physically realize the chaotic system; the existence of four-wing chaotic attractor is verified by the analog circuit realization.     

Dynamical behaviors of a system with switches between the Rössler oscillator and Chua circuits

The behaviors of a system that alternates between the Rössler oscillator and Chua's circuit is investigated to explore the influence of the switches on the dynamical evolution. Switches related to the state variables are introduced, upon which a typical switching dynamical model is established. Bifurcation sets of the subsystems are derived via analysis of the related equilibrium points, which divide the parameters into several regions corresponding to different types of attractors. The dynamics behave typically in period orbits with the variation of the parameters. The focus/cycle periodic switching phenomenon is explored in detail to present the mechanism of the movement. The period-doubling bifurcation to chaos can be observed via the doubling increase of the turning points related to the switches. Furthermore, period-decreasing sequences have been obtained, which can be explained by the variation of the eigenvalues associated with the equilibrium points of the subsystems.     

基于参数非共振激励混沌抑制原理的微弱方波信号检测

利用自治混沌系统的参数非共振激励混沌抑制原理实现强噪声背景下微弱方波信号的检测. 将频率远大于系统特征频率的方波信号作为内置激励信号，经平均法处理后，得到受控系统与原系统之间的参数等效关系，并由此确定使系统由混沌状态突变为周期状态的检测参数临界值. 数值仿真结果表明此系统可以达到极低的信噪比工作下限. 相比于利用参数共振微扰混沌抑制原理实现微弱信号检测的有关方法，此方案可根据严格的理论分析得到更准确的检测参数估计值，有利于在相关领域推广应用. 关键词： 自治混沌系统 参数激励 方波信号 检测     

基于指数加权-核在线序列极限学习机的混沌系统动态重构研究

利用指数加权在线核序列极限学习机(exponential weighted online sequential extreme learning machine with kernel, EW-KOSELM)辨识算法,开展了针对混沌动力学系统的动态重构研究. EW-KOSELM算法将核递归最小二乘(kernel recursive least squares, KRLS)算法直接延伸至在线ELM (extreme learning machine)框架中,通过引入遗忘因子削弱了旧数据的影响,并基于"固定预算(fixed-budget, FB)"内存技术,应对在线核学习算法所固有的规模不断增长的计算困难.将所提辨识算法应用于Duffing-Ueda振子的混沌动力学系统数值仿真实例中,对基于FB-EW-KOSELM的辨识模型与原系统的动态性能进行了定性与定量的分析校验,定性校验准则是基于对比辨识模型与原系统吸引子(轨迹嵌入)、庞加莱映射、分岔图、极限环完成的,定量校验准则包括对比辨识模型与原系统的李雅普诺夫指数与关联维.进一步将其分别应用于来自测量蔡氏电路产生双涡卷吸引子与螺旋吸引子的实测数据实验及某一实际混沌电路所产生的时间序列中,对于具有低信噪比的实测电压或电流数据还需进行了小波降噪预处理.通过分析辨识模型重构吸引子,实验结果表明,FB-EW-KOSELM算法具有良好的动态重构性能,能精确地再生出展示混沌动态行为的过程非线性模型,且具有与原混沌系统非常接近的动态不变性指标.     

周期切换下Rayleigh振子的振荡行为及机理

本文研究了自治与非自治电路系统在周期切换连接下的动力学行为及机理.基于自治子系统平衡点和极限环的相应稳定性分析和切换系统李雅普诺夫指数的理论推导及数值计算.讨论了两子系统在不同参数下的稳态解在周期切换连接下的复合系统的各种周期振荡行为,进而给出了切换系统随参数变化下的最大李雅普诺夫指数图及相应的分岔图,得到了切换系统在不同参数下呈现出周期振荡,概周期振荡和混沌振荡相互交替出现的复杂动力学行为并分析了其振荡机理.给出了切换系统通过倍周期分岔,鞍结分岔以及环面分岔到达混沌的不同动力学演化过程.     

Hyperchaos evolved from the Liu chaotic system

This paper introduces a new hyperchaotic system by adding an additional state into the third-order Liu chaotic system. Some of its basic dynamical properties, such as the hyperchaotic attractor, Lyapunov exponent, fractal dimension and the hyperchaotic attractor evolving into chaotic, periodic, quasi-periodic dynamical behaviours by varying parameter d are studied briefly. Various attractors are illustrated not only by computer simulation but also by conducting an electronic circuit experiment.     

非周期力在混沌控制中的双重功效

探讨了非周期力（有界噪声或混沌驱动力）在非线性动力系统混沌控制中的影响.以一类典型的含有五次非线性项的Duffing-van der Pol系统为范例,通过对系统的轨道、最大Lyapunov指数、功率谱幅值及Poincar截面的分析,发现适当幅值的有界噪声或混沌信号,一方面可以消除系统对初始条件的敏感依赖性,抑制系统的混沌行为,将系统的混沌吸引子转化为奇怪非混沌吸引子;另一方面也可以诱导系统的混沌行为,将系统的周期吸引子转化为混沌吸引子.从而揭示了非周期力在混沌控制中的双重功效：抑制混沌和诱导混沌. 关键词： 混沌控制 有界噪声 混沌驱动力     

基于自适应脉冲微扰实现混沌控制的研究

提出了自适应脉冲微扰控制混沌系统的方法.在参量脉冲微扰中引入自适应控制策略，设计出可以产生合适的脉冲强度的自适应控制器来实现混沌控制.采取这种方法对混沌的Rssle r连续系统和Hnon离散映射实施仿真控制，能够将系统稳定到不同的周期轨道或不动点上 ；并且，数值仿真结果还表明该控制方法具有较强的鲁棒性. 关键词： 自适应 脉冲微扰 混沌控制 鲁棒性