TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂性分析

采用相空间直接观察法和行为复杂性算法，系统地分析了新型TD-ERCS离散混沌系统产生的伪随机序列的复杂性，得出了其复杂性变化规律.在Kolmogorov复杂性基础上，应用经典的Limpel-Ziv算法，ApEn算法和PE算法，从一维时间序列到多维相空间重构两方面计算了TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂度大小.计算结果表明，TD-ERCS系统的行为复杂性高，而且该系统的复杂性大小随系统参数改变的变化范围小，是一个复杂性非常稳定的全域性离散混沌系统，其产生的混沌伪随机序列适合于信息加密或扩频通信. 关键词： 混沌 混沌伪随机序列 TD-ERCS系统 复杂度     

离散忆阻混沌系统的Simulink建模及其动力学特性分析

为拓广离散忆阻器的研究与应用,基于差分算子,构建了具有平方非线性的离散忆阻模型,并实现了Simulink仿真.仿真结果表明,设计的忆阻器满足广义忆阻定义.将得到的离散忆阻引入三维混沌映射中,设计了一种新型四维忆阻混沌映射,并建立了该混沌映射的Simulink模型.通过平衡点、分岔图、Lyapunov指数谱、复杂度、多稳态分析了系统复杂动力学特性.本文从系统建模角度出发,构建离散忆阻与离散忆阻混沌映射,进一步验证了离散忆阻的可实现性,为离散忆阻应用研究奠定了基础.     

Implication of two-coupled tri-stable stochastic resonance in weak signal detection

Stochastic resonance(SR) has been proved to be an effective approach to extract weak signals overwhelmed in noise.However, the detection effect of current SR models is still unsatisfactory. Here, a coupled tri-stable stochastic resonance(CTSSR) model is proposed to further increase the output signal-to-noise ratio(SNR) and improve the detection effect of SR. The effects of parameters a, b, c, and r in the proposed resonance system on the SNR are studied, by which we determine a set of parameters that is relatively optimal to implement a comparison with other classical SR models.Numerical experiment results indicate that this proposed model performs better in weak signal detection applications than the classical ones with merits of higher output SNR and better anti-noise capability.     

混沌伪随机序列的谱熵复杂性分析

为了准确分析混沌伪随机序列的结构复杂性,采用谱熵算法对Logistic映射、Gaussian映射和TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列复杂度进行了分析.谱熵算法具有参数少、对序列长度N(惟一参数)和伪随机进制数K鲁棒性好的特点.采用窗口滑动法分析了混沌伪随机序列的复杂度演变特性,计算了离散混沌系统不同初值和不同系统参数条件下的复杂度.研究表明,谱熵算法能有效地分析混沌伪随机序列的结构复杂度;在这三个混沌系统中,TD-ERCS系统为广域高复杂度混沌系统,复杂度性能最好;不同窗口和不同初值条件下的混沌系统复杂度在较小范围内波动.为混沌序列在信息安全中的应用提供了理论和实验依据.     

基于强度统计算法的混沌序列复杂度分析

为了分析混沌序列的复杂度,文中采用强度统计复杂度算法分别对离散混沌系统(TD-ERCS)和连续混沌系统(简化Lorenz系统)进行复杂度分析,计算了混沌序列随参数变化的复杂度,分析了连续混沌系统产生的伪随机序列分别进行m序列和混沌伪随机序列扰动后的复杂度.研究表明,强度统计复杂度算法是一种有效的复杂度分析方法,离散混沌序列复杂度大于连续混沌序列复杂度,但对连续混沌系统的伪随机序列进行m序列和混沌伪随机序列扰动后可大大增加复杂度,为混沌序列在信息加密中的应用提供了理论依据. 关键词： 强度统计复杂度算法 TD-ERCS系统 简化Lorenz系统 序列扰动     

分数阶混沌系统的Adomian分解法求解及其复杂性分析

根据分数阶微分定义,采用Adomian分解算法,研究了分数阶简化Lorenz系统的数值解.研究发现,该算法与预估-校正算法相比,求解结果更准确,所耗计算资源和内存资源更少,求解整数阶系统时较Runge-Kutta算法更准确;利用Adomian算法得到的分数阶简化Lorenz系统出现混沌的最小阶数为1.35,比利用预估-校正算法得到的最小阶2.79更小.采用相图、分岔图分析了该系统的动力学特性,基于谱熵算法(SE)和C0算法分析了该系统的复杂度.结果表明,复杂度结果和分岔图一致,说明系统的复杂度同样能反映出系统动力学特性;复杂度随阶数q的增加呈总体减小的趋势,而混沌态时系统参数c变化对系统复杂度影响不大.为分数阶混沌系统应用于信息加密、保密通信领域提供了理论与实验依据.     

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.     

基于同相第二代电流传输器的网格多涡卷混沌电路研究

通过简化广义Jerk系统,构建了一个三维网格多涡卷混沌系统,利用同相第二代电流传输器(CCII+)设计并实现了该系统的模拟电路,将该电路与传统运放实现的混沌电路进行了对比,发现基于CCII+的混沌电路能在更高频段产生网格多涡卷吸引子,且电路结构更简单,使用器件更少,最后,通过示波器观测到了网格多涡卷混沌吸引子,验证了混沌电路的物理可实现性,电路实验结果与数值仿真结果一致。     

电磁学课程思政的探索与实践

为了落实"立德树人"的根本任务,将知识传授、能力培养、价值引领融为一体,在电磁学课程教学中开展了课程思政的探索.首先研究了基于课程思政理念的电磁学教学大纲与教学目标的修订、电磁学课程思政类型、准确提炼课程思政映射点的方法.其次探索了电磁学课程思政的几种方法和途径、电磁学教学内容及其课程思政映射点.实践表明电磁学课程思政取得了较好的实效,激发了学生学习兴趣、报国情怀,培养了他们的创新意识、科学思维与科学精神,塑造了学生正确的价值观.     

模糊熵算法在混沌序列复杂度分析中的应用

为了准确分析混沌序列的复杂性, 采用模糊熵算法(FuzzyEn) 对典型离散混沌系统和连续混沌系统的复杂度进行分析. 与近似熵(ApEn)、 样本熵(SampEn) 和强度统计复杂度算法相比, FuzzyEn算法是一种更有效的混沌复杂度测度算法, 且对相空间维数(m)、 相似容限度(r) 和序列长度(N) 的敏感性、 依赖性更低, 鲁棒性和测度值的连续性更好. 对混沌系统的复杂性分析表明, 连续混沌系统的复杂度远小于离散混沌系统, 但是如果利用高复杂度的离散混沌伪随机序列或经典 m序列对连续混沌系统产生的伪随机序列进行扰动, 则能大大提高混沌序列的复杂性. 为混沌序列在密码学和混沌保密通信中的应用提供了理论依据.