约瑟夫森结无穷维电磁系统中的时空行为分析

针对一类含无损传输线的约瑟夫森结无穷维电磁系统,运用行波理论推导了电压正向行波分量的Poincaré映射关系,并在此基础上建立了传输线沿线电压的离散映射模型。通过数值计算描绘了传输线沿线电压的空间振幅变化图和时空行为发展图,分析了系统的时空行为随参数变化的动态演化过程。结果表明在一定参数条件下,约瑟夫森结无穷维电磁系统中存在着周期和时空混沌等丰富的非线性动力学行为。     

终端含NMOS反相器传输线系统中的时空复杂行为分析

应用行波理论,建立了一个终端含N沟道金属氧化物半导体(N-channel metal oxide semiconductor, NMOS)反相器的传输线系统的非线性离散映射模型.对该模型进行仿真发现, 反射系数的变化可能导致系统出现时空分岔和时空混沌等复杂的时空行为, 并且初始分布对系统达到稳态后的时空行为有很大影响,零初始分布对应的时空图样比较规则, 而非零的初值分布则会导致沿线电压出现复杂的时空图样,分析表明这些时空复杂行为的产生 源于系统中传输线的无穷维本质和NMOS反相器的非线性伏安特性.     

一种时延范德波尔电磁系统中的复杂行为(Ⅰ)——分岔与混沌现象

建立了一种可积的无穷维系统——时延范德波尔电磁系统，采用Poincaré映射分析了系统随参数E和λ变化发生的分岔与混沌现象，发现这种时延系统具有复杂的非线性动力学特性，例如吸引子共存、间歇性混沌、类似边界碰撞分岔通向混沌以及周期增加的现象.在研究系统时间混沌行为的同时，还对空间混沌行为进行了初步分析，通过描绘空间分布图发现时延范德波尔电磁系统随参数E和λ变化时，在空间中会呈现出周期和混沌等不同的图案. 关键词： 分岔 混沌 无穷维系统 时延范德波尔电磁系统     

非线性反馈法控制相位共轭波的光学时空混沌

相位共轭振荡器由一个标准镜和一个具有快速响应的无损耗Kerr介质作为相位共轭介质的相位共轭镜组成.利用非线性反馈方法，对相位共轭振荡器中的时间混沌和耦合相位共轭波映象系统中的时空混沌进行了控制，得到了稳定的控制结果.数值实验表明，该控制方法不需预先了解动力学系统，只需调整反馈系数，在实际系统中容易实现.控制结果为相位共轭波的混沌研究提供了理论依据. 关键词： 非线性反馈控制 相位共轭振荡器 混沌 时空混沌     

非线性耦合时空混沌系统的反同步研究

利用非线性耦合方法研究了离散型时空混沌系统的反同步问题.对时空混沌系统的线性项和非线性项进行适当的分离,利用系统本身的非线性项作为耦合函数,实现了两个二维耦合映象格子的反同步.进一步将这种非线性耦合方法推广应用到由二维耦合映象格子构成复杂网络的反同步研究中,仿真模拟发现仍具有理想的反同步效果. 关键词： 反同步 非线性耦合 耦合映象格子 复杂网络     

大规模富社团网络的时空混沌同步

以Plankton时空混沌系统作为网络节点,通过非线性耦合构成富社团(rich-club,RC)网络,研究其时空混沌同步规律.首先给出了RC网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进而基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件.最后,通过仿真模拟检验了网络的时空混沌同步效果.仿真研究表明,RC网络中各富节点之间以及这些富节点各自星形连接的子网络中的所有节点均实现了完全同步。     

布拉格声光双稳系统时空混沌的单向耦合同步

使用非线性动力学中的一维和二维耦合格子模型研究两个声光双稳系统的时空混沌同步.将驱动系统的输出以适当的比例耦合到响应系统并进行均衡, 能实现两系统的时空混沌同步.利用计算最大条件Lyapunov指数, 给出达到同步所需的最小耦合强度与系统参数的关系. 数值实验表明,在小噪声影响时仍然可以实现两系统的同步, 此法具有一定的抗干扰能力. 关键词： 单向耦合同步 时空混沌 布拉格声光双稳系统     

一类四维混沌系统切换混沌同步

构建了一类可切换的四维混沌系统，通过选择器实现这类系统间的随机切换.简要地分析了四维混沌系统平衡点的性质、混沌吸引子的相图和Lyapunov指数等特性，并设计了实现四维混沌系统切换的实际电路.利用非线性反馈控制方法实现了这类系统与其中某个系统之间的切换混沌同步.根据系统稳定性理论，得到了非线性反馈控制器的结构和系统达到混沌同步时反馈控制增益的取值范围. 关键词： 非线性反馈 混沌同步 四维混沌系统     

腔体内传输线耦合的电磁仿真软件与传输线方程的混合算法

研究了一种有限积分法软件与传输线方程相结合的混合算法,用于解决复杂电磁环境下屏蔽腔体内传输线的电磁耦合问题。利用有限积分法软件实现屏蔽腔体的建模,仿真得到腔体内部空间电磁场分布,并设置电场探针提取出传输线的激励场。利用传输线方程建立腔体内传输线的耦合模型,将得到的传输线激励场引入到传输线方程作为等效分布电压和电流源。利用时域有限差分(FDTD)格式对传输线方程进行离散,从而迭代求解出传输线终端负载上的电压和电流响应。通过与文献以及传统数值算法的计算结果进行对比,验证混合算法的正确性。研究表明,该混合算法在模拟电大尺寸腔体内传输线的电磁耦合方面,具有较高的精度和计算效率。     

基于时空混沌系统的单向Hash函数构造

提出了一种基于时空混沌系统的Hash函数构造方法.以线性变换后的消息数作为一组初值来驱动单向耦合映像格子的时空混沌系统，产生时空混沌序列，取其空间最后一组混沌序列的适当项，线性映射为Hash值要求的128bit值.研究结果表明，这种基于时空混沌系统的Hash函数具有很好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性，较基于低维混沌映射的Hash函数具有更强的保密性能，且实现简单. 关键词： 时空混沌 Hash函数 单向耦合映像格子     

有耗介质层上多导体传输线的电磁耦合时域分析方法

目前,针对空间电磁场作用有耗介质层上传输线的电磁耦合,仍缺乏有效的数值分析方法.因此,本文提出一种高效的时域混合算法,很好地解决了有耗介质层上传输线电磁耦合建模难的问题.首先,对经典传输线方程进行改进,推导了适用于有耗介质层上多导体传输线电磁耦合分析的修正传输线方程.然后,结合时域有限差分方法和相应插值技术,求解修正传输线方程,获得多导线及其端接负载上的电压和电流响应,并实现空间电磁场辐射与多导线瞬态响应的同步计算.最后,通过相应计算实例的数值模拟,与CST软件的仿真结果进行对比,验证了时域混合算法的正确性和高效性.     

基于非线性控制的超混沌Chen系统混沌同步

研究了基于非线性控制的超混沌Chen系统的混沌同步问题.基于Lyapunov稳定性理论，设计了非线性控制器，改进了Jiang和Huang等设计的同步误差系统的Lyapunov函数形式，理论证明了超混沌Chen系统的自同步和超混沌Chen系统与超混沌R?ssler系统的异结构同步.数值模拟进一步验证了所提出方案的有效性. 关键词： 超混沌Chen系统 自同步 异结构同步 非线性控制器     

行波管放大器的非线性混沌特性

以一组非线性方程为基础,从混沌动力学角度,通过计算电子的相空间轨道和辐射场的时空分布图谱,简要分析了行波管放大器的时空混沌特性,计算了行波管输出功率的演化。计算结果表明:行波管放大器辐射场与电子束是一个非线性相互作用的耗散系统,其参数影响整个系统的行为演化,当电流和失谐量等参数变化并超过一定阈值时,系统出现时空混沌特性,输出具有连续的宽频谱性。     

轨道电路系统长钢轨电容补偿电磁脉冲耦合效应

结合时域有限差分(FDTD)方法、传输线方程和长钢轨激励场快速计算方法,研究了一种高效的时域混合算法,实现长钢轨电容补偿电磁脉冲耦合效应的时域快速计算。首先,为避免对钢轨不规则结构的直接建模,根据趋肤效应,将钢轨等效为管状导体模型并提取对应的单位长度分布参数。然后,根据长钢轨激励场快速计算方法,快速计算长钢轨沿线电场分布,并结合传输线方程构建钢轨等效圆柱模型与补偿电容一体化的电磁耦合模型。最后,使用FDTD方法求解传输线方程,获取钢轨沿线各点的电磁脉冲耦合响应。研究结果表明,钢轨耦合电流波形不断展宽,但是峰值随长度增加到一定值后达到饱和状态,此结论可为轨道电路系统电磁防护设计提供重要的数据支撑。     

扰动情况下一类混沌系统的观测器同步

研究了存在外界扰动情况下一类混沌系统的同步问题，混沌系统非线性项无需满足输出反馈形式.首先对系统进行变换得到未受扰降价混沌系统，然后基于非线性观测器的思想构造同步观测系统实现了混沌同步，通过仿真证实了该方法的有效性. 关键词： 混沌系统 同步 观测器     

用低通滤波方法终止心脏组织中的螺旋波和时空混沌

通过让心肌细胞钠离子通道的触发门变量延迟打开, 使介质具有激发延迟能力, 介质延迟激发时间随控制电压和刺激频率增加而增加, 当控制电压超过一个阈值时, 延迟激发介质具有低通滤波作用:低频波可以连续通过, 而高频波不能连续通过. 本文用Luo-Rudy相I模型研究了介质延迟激发对螺旋波和时空混沌的影响, 数值模拟结果表明: 当控制电压超过阈值时, 介质的延迟激发可有效消除螺旋波和时空混沌; 从小逐渐增大控制电压, 在钙最大电导率较小情况下, 延迟激发会导致介质激发性降低, 使螺旋波漫游幅度增大, 直至传导障碍导致螺旋波消失; 当钙最大电导率较大时, 延迟激发会导致螺旋波失稳变弱, 这样当控制电压增加到一定值时, 时空混沌可以演化成漫游螺旋波, 当控制参数被适当选取时, 观察到漫游幅度大的螺旋波漫游出系统边界消失现象, 继续增大控制电压将导致时空混沌直接消失.     

离散混沌系统的最小能量控制

对于离散混沌系统的最小能量控制问题，提出了一种框架性方法，该方法具有通用性.首先，设计一个二次目标函数，同时把混沌系统分解为线性部分和非线性部分两项和.然后，提出了求解非线性最优控制问题的两级算法：第一级对混沌系统中的非线性部分进行预估，以使原系统变为带有常数项的线性系统；第二级用动态规划求解一个非典型线性二次最优控制问题，并把解返回第一级，第一级根据第二级的解对非线性部分重新预估.这样通过两级间不断的信息交换，最终得到混沌系统的最优控制律.该方法不仅实现了对混沌系统的控制，而且在整个控制过程中消耗的控制能量最小. 关键词： 混沌系统 两级优化 最优控制     

基于非线性观测器的一类混沌系统的相同步

研究了一类自治混沌系统的相同步问题.基于非线性状态观测器方法和极点配置技术，设计了相同步机理，并用该方法实现了一类自治混沌系统的相同步.通过对一种新的混沌系统的数值模拟，进一步验证了所提方案的有效性. 关键词： 混沌 相同步 非线性状态观测器 极点配置技术     

DC-DC变换器的信息熵分析

为确定不同反馈系数k下DC-DC变换器系统的行为,结合系统处于周期状态时的稳定性和系统处于混沌时不会重复经过每一点的特点,提出了一种采用极限思想和信息熵来估计DC-DC变换器非线性行为的方法.该方法能准确分析系统处于周期状态和混沌状态的熵值,量化了DC-DC变换器倍周期分叉和混沌行为.以一阶电压反馈DCM Boost变换器和DCM Buck变换器为例进行仿真.研究结果表明,所提出的信息熵可以准确反映分叉点、周期数及产生混沌的位置,完善了该类变换器非线性动力学分析的理论和方法.     

包含非线性组件的系统级电磁效应分析方法

提出一种包含非线性组件的场线耦合分析模型,在此基础上建立了包含非线性组件的系统级电磁效应分析方法。采用基于黑箱模型的非线性散射参数对非线性组件进行建模,给出了非线性散射参数的实验提取方法。利用焊接在微带传输线上的并联反向HSMS-282C型肖特基二极管构成非线性器件,并搭建原理性实验系统测量了电磁波辐射下连接在微带线上的该非线性器件输出端口的频谱和功率。实验结果与该分析方法的计算结果相吻合,证明了该方法的有效性和可行性,为系统级电磁效应分析提供了一种有效途径。