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.     

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     

基于电流传输器的网格多涡卷混沌电路设计与实现

提出了一种利用同相电流传输器(CCⅡ+)实现网格多涡卷混沌吸引子的方法.首先,构建一个三维网格多涡卷混沌系统,并对该系统进行基本动力学特性分析.其次,在考虑电流传输器端口寄生参数的情况下,构建了电流输出的饱和函数电路并设计一个具有串联结构的网格多涡卷混沌电路,使得该电路的工作频率得到提高.最后,通过硬件电路实验验证了该方法的可行性.     

基于多涡卷混沌系统的建模研究

在Jerk系统的基础上,设计了多涡卷电路.通过用不同的分段函数构造非线性项,构造具有奇对称并且参量可调的非线性函数来扩展鞍焦平衡点.在x和y方向上拓展鞍焦平衡点,构造分布网格多涡卷混沌系统,做出1×6和6×6涡卷系统.调节合适的β系数,可以实现整个Jerk系统从周期态到混沌态.在此基础上,在分段函数的某区间内插入x3,构造新的三维自治Jerk混沌系统,产生了不同涡卷的混沌现象.改造后的混沌吸引域更大,具有更好的加密掩盖性能.     

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Colpitts振荡器模型生成的多涡卷超混沌吸引子

基于三阶单涡卷混沌Colpitts振荡器模型,通过引入两个分段线性三角波函数,构造了一个新型四维多涡卷超混沌系统,生成了(2M+1)×(2N+1),(2M+1)和(2N+1)涡卷混沌和超混沌吸引子.利用相轨图、Poincar啨映射、Lyapunov指数谱和分岔图等方法,对新提出的四维多涡卷超混沌系统进行了动力学分析,结果表明,多涡卷超混沌系统的Hopf分岔点仅与控制参数有关,而涡卷数量和控制参数的混沌和超混沌范围随着转折点数量的增加而增加.此外,设计了一个实现四维多涡卷超混沌系统的模拟电路,实验输出与数值仿真的两个结果基本一致.     

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.     

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     

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     

四维系统中多涡卷混沌与超混沌吸引子的仿真研究

在双涡卷混沌吸引子的基础上，以变型蔡氏电路和四阶蔡氏电路为例，提出一种研究四维系统中多涡卷混沌与超混沌吸引子的新方法.根据这一方法，从数学上找到了一种能产生多涡卷的递推规律，其特点是只需给定三个初始值ma,mb和x1，由文中所导出的递推公式，可确定多涡卷吸引子中分段线性奇函数的各个转折点和平衡点的值，从而能在四维系统中产生多涡卷混沌与超混沌吸引子，并且这种方法可以推广到产生任意多个涡卷的情形，因此，它具有一般的规律性.理论分析、计算机模拟和电路仿真结果证明了该方法的可行性.     

Impact of autocatalysis chemical reaction on nonlinear radiative heat transfer of unsteady three-dimensional Eyring–Powell magneto-nanofluid flow

The structure of the chaotic attractor of a system is mainly determined by the nonlinear functions in system equations. By using a new saw-tooth wave function and a new stair function, a novel complex grid multiwing chaotic system which belongs to non-Shil’nikov chaotic system with non-hyperbolic equilibrium points is proposed in this paper. It is particularly interesting that the complex grid multiwing attractors are generated by increasing the number of non-hyperbolic equilibrium points, which are different from the traditional methods of realising multiwing attractors by adding the index-2 saddle-focus equilibrium points in double-wing chaotic systems. The basic dynamical properties of the new system, such as dissipativity, phase portraits, the stability of the equilibria, the time-domain waveform, power spectrum, bifurcation diagram, Lyapunov exponents, and so on, are investigated by theoretical analysis and numerical simulations. Furthermore, the corresponding electronic circuit is designed and simulated on the Multisim platform. The Multisim simulation results and the hardware experimental results are in good agreement with the numerical simulations of the same system on Matlab platform, which verify the feasibility of this new grid multiwing chaotic system.     

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     

A novel multi-scroll chaotic generator:Analysis,simulation, and implementation

Based on a new three-dimensional autonomous linear system and designing a specific form of saturated function series and a sign function with two variables of system, which are employed to increase saddle-focus equilibrium points with index 2, a novel multi-scroll chaotic system is proposed and its typical dynamical characteristics including bifurcation diagram, Poincare map, and the stability of equilibrium points are analyzed. The hardware circuit is designed and the experimental results are presented for confirmation.     

一类四维多翼混沌系统及其电路实现

提出了一种产生多翼蝴蝶混沌吸引子的新方法.基于三维Lorenz系统,通过增加一个状态变量和一个分段线性函数,构造出一个四维多翼混沌系统.分析了系统的平衡点和Lyapunov指数谱.最后,设计出一个模拟电路,进行了电路实验.电路实验结果与数值仿真结果相一致,验证了该方法的可行性和有效性.     

Design and FPGA implementation of a memristor-based multi-scroll hyperchaotic system

A novel memristor-based multi-scroll hyperchaotic system is proposed. Based on a voltage-controlled memristor and a modulating sine nonlinear function, a novel method is proposed to generate the multi-scroll hyperchaotic attractors. Firstly, a multi-scroll chaotic system is constructed from a three-dimensional chaotic system by designing a modulating sine nonlinear function. Then, a voltage-controlled memristor is introduced into the above-designed multi-scroll chaotic system. Thus, a memristor-based multi-scroll hyperchaotic system is generated, and this hyperchaotic system can produce various coexisting hyperchaotic attractors with different topological structures. Moreover, different number of scrolls and different topological attractors can be obtained by varying the initial conditions of this system without changing the system parameters. The Lyapunov exponents, bifurcation diagrams and basins of attraction are given to analyze the dynamical characteristics of the multi-scroll hyperchaotic system. Besides, the field programmable gate array (FPGA) based digital implementation of the memristor-based multi-scroll hyperchaotic system is carried out. The experimental results of the FPGA-based digital circuit are displayed on the oscilloscope.     

A new multi-scroll chaotic generator

In this paper a new simple multi-scroll chaotic generator is studied. The characteristic of this new multi-scroll chaotic generator is that it is easy to generate different number of scroll chaotic attractors through modifying the nature number n after fixing the suitable system parameters and it does not need complex mathematical derivation. Various number of scroll chaotic attractors are illustrated not only by computer simulation but also by the realization of an electronic circuit experiment on Electronic Workbench (EWB).