混沌振子系统周期解几何特征量分析与微弱周期信号的定量检测

提出了一种对微弱周期信号的定量检测方法.分析混沌振子系统在大尺度周期状态下的相对稳定输出时,发现了混沌振子系统输出周期解的平均面积是一个比较稳定的几何特征量.该几何特征量与待测信号幅值之间存在比较稳定的单调递增关系.在一定的参数条件下,几何特征量精度可达到10^-6V².利用混沌系统对随机噪声信号的免疫性和对微弱周期信号的敏感性,进一步建立了微弱周期信号的定量检测方法.仿真实验表明,随着待检测幅度的增加,在保证检测精度的同时,抗噪性能也随之增强. 关键词： 混沌振子系统 大尺度周期相态 周期解的几何特征量 微弱周期信号的定量检测     

基于混沌和随机共振的微弱信号检测

推导了分数阶线性振子系统响应的一阶稳态矩的频率不变性和相移特性, 并通过理论分析得出, 在随机共振机制下, 分数阶线性振子对系统响应一阶稳态矩的幅值具有放大作用. 构造Duffing混沌振子检测器, 利用混沌系统对参数摄动的敏感性以及对噪声的免疫能力实现弱信号检测. 数值模拟证实, 该方法可以有效地从噪声背景中将微弱正弦信号检测出来, 并且相对传统的混沌检测方法能显著降低信噪比检测门限.     

基于混沌理论的微弱信号放大原理与方法研究

本文首先根据混沌理论的基本特征,特别是混沌运动对于初值的敏感依赖性和初值与混沌轨道之间一一对应的理论基础,建立了帐篷映射的非线性放大模型,研究了帐篷映射可实现非线性放大的具体特征以及输入与输出的二进制对应关系;然后分别对正弦信号和带有噪声的正弦信号进行了非线性放大的数值仿真和电路模拟试验,并与线性放大结果进行了对比分析和优缺点讨论,验证了微弱信号非线性放大的优越性.     

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ELMAN网络的非线性混沌微弱信号检测

为了快速和实时地从具有强噪声的较低信噪比的原始信号中检测出有用信息,设计了一种混沌相空间重构理论和ELMAN神经网络的信号检测方法;首先,描述了采用混沌相空间重构理论对原始信号进行重构的原理和方法,在获取重构的时间序列的基础上,采用ELMAN网络来近似表示用于检测信号的函数型,然后,设计了ELMAN网络中各层之间连接权值的计算方式,并提出了采用ELMAN网络进行信号检测的具体过程,最后给出了采用混沌相空间重构理论和ELMAN网络的信号检测模型;对Lorenz混沌系统模型进行仿真实验,结果证明了文章方法能有效地对瞬时信号和周期性信息进行检测,在具有高斯白噪声的情况下,仍然具有降噪效果好的优点,是一种用于信号检测的可行性方法。     

混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法

基于复杂非线性系统相空间重构理论，提出了混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法，利用神经网络强大的学习和非线性处理能力，建立了混沌背景噪声的一步预测模型，从预测误差中检测淹没在混沌背景噪声中的微弱目标信号(包括周期信号和瞬态信号)，研究了混沌背景中存在白噪声时该方法的检测能力，指出了目标信号为瞬态信号和周期信号时检测原理的异同点，最后以Lorenz系统作为混沌背景噪声进行了仿真实验，实验表明该方法能有效地将混沌背景中极其微弱的信号检测出来. 关键词： 混沌 神经网络 信号检测     

基于Duffing振子的微弱周期信号混沌检测性能研究

不同的混沌振子具有不同的混沌检测性能. 本文围绕Duffing振子的混沌检测方法, 从混沌系统临界点相图的突变性、混沌区间保持性以及混沌临界点的容噪性等三个方面的检测性能做了进一步研究, 并分别分析了影响这些性能的因素, 最后围绕这三个方面对两个不同混沌振子的混沌检测性能做了分析和比较. 关键词： 混沌检测 微弱信号检测 Duffing方程 检测性能     

色噪声背景下微弱正弦信号的混沌检测

提出一种利用混沌在特定状态下对参数的敏感性来实现微弱正弦信号检测的新方案-该方案可以有效地将深陷在色噪声背景中的微弱正弦信号检测出来-给出了混沌检测的方法,分析了混沌检测中噪声对系统状态的影响-仿真实验表明该混沌检测系统对小信号非常敏感，对任何零均值色噪声均具有极强的抑制能力- 关键词： 微弱正弦信号 混沌检测 色噪声 信噪比     

一个基于Chen系统的新混沌系统的分析与同步

通过在Chen系统的第一个方程中加入一个可变系数的乘积项, 构造了一个新的三维自治混沌系统.新系统可通过调节其可变系数实现不同系数组合下系统的混沌产生或混沌抑制, 即调节该乘积项的可变系数, 可使不出现混沌的Chen系统产生混沌现象, 同时也可使产生混沌运动的Chen系统不再产生混沌现象.详细分析了新系统的特性, 研究了新系统的混沌同步问题, 并给出了相应的仿真结果.     

基于区间系统理论的分数阶混沌系统同步

通过设计一个非线性反馈控制器,实现了分数阶混沌系统的同步.与其他的分数阶混沌系统同步方法相比,提出的控制器设计方法保留了部分误差系统中的非线性项,而没有完全抵消同步误差系统的非线性项,有效改善了误差系统的控制性能.同时,应用区间分数阶线性时不变系统稳定性原理和线性矩阵不等式技术,得到了一个新的分数阶混沌系统同步的充分条件,进而获得的控制器保证了混沌系统同步.仿真结果验证了提出方法的有效性. 关键词： 区间分数阶时不变系统 分数阶混沌系统 混沌同步     

Physical mechanism of the chaotic detection of the unknown frequency of weak harmonic signal and effects of damping ratio on the detection results

In the zero-order approximation, we use the perturbation method of parameter with small magnitude to prove that the harmonic frequency in the solution of the equation is close to that of the driving force when the chaotic system from Duffing－Holmes equation stays in the stable periodic state, which is the physical mechanism of the detection of the unknown frequency of weak harmonic signal using the chaotic theory. The result of the simulation experiment shows that the method proposed in this paper, by which one can determine the frequency of the stable system from the number of circulation change of the phase state directionally across a fixed phase state point (x,\dot{x}) in fixed simulation time period, is successful. Analyzing the effects of the damping ratio on the chaotic detection result, one can see that for different frequency ranges it is necessary to carefully choose corresponding damping ratio α.     

Analysis of a kind of Duffing oscillator system used to detect weak signals

The stability of the periodic solution of the Duffing oscillator system in the periodic phase state is proved by using the Yoshizaw theorem, which establishes a theoretical basis for using this kind of chaotic oscillator system to detect weak signals. The restoring force term of the system affects the weak-signal detection ability of the system directly, the quantitative relationship between the coefficients of the linear and nonlinear items of the restoring force of the Duffing oscillator system and the SNR in the detection of weak signals is obtained through a large number of simulation experiments, then a new restoring force function with better detection results is established.     

Duffing单边碰撞系统的混沌鞍合并激变

以典型的Duffing单边碰撞系统为研究对象,对系统中的混沌鞍进行了细致的分析.研究表明,系统的混沌鞍同样存在合并激变,合并激变是由连接两个混沌鞍的周期鞍的稳定流形与不稳定流形相切所诱发,相切使得边界上的混沌鞍与内部的混沌鞍发生碰撞而突然合并为一个较大的边界混沌鞍.混沌鞍的合并激变行为最终会诱导混沌吸引子的合并激变发生. 关键词： Duffing碰撞系统 混沌鞍 周期鞍 稳定与不稳定流形     

用一类特定的双耦合Duffing振子系统检测强色噪声背景中的周期信号

通过分析耦合参数作用、系统所呈现大尺度周期相态的复杂性以及与系统在无噪声条件下状态的比较，得出耦合振子系统的动力学行为比同类单振子系统的复杂，周期相态更稳定、抗噪能力更强.用构造的一类含特定恢复力项双中强度耦合Duffing振子系统检测色噪声背景中的谐波、方波信号，信噪比分别达到-111.0和-108.45dB. 关键词： 特定双耦合 Duffing振子系统 色噪声 周期信号 信噪比     

一个新的混沌系统的动力学分析及混沌控制

提出了一个新的混沌系统,研究了其基本动力学特性.设计了实现该系统的混沌电路,电路实验结果验证了系统的混沌行为.根据Lyapunov稳定性理论,采用自适应backstepping控制方法,把系统控制到一个有界点.数值仿真证明了该方法的有效性和可行性.     

Phase space reconstruction of chaotic dynamical system based on wavelet decomposition

In view of the disadvantages of the traditional phase space reconstruction method,this paper presents the method of phase space reconstruction based on the wavelet decomposition and indicates that the wavelet decomposition of chaotic dynamical system is essentially a projection of chaotic attractor on the axes of space opened by the wavelet filter vectors,which corresponds to the time-delayed embedding method of phase space reconstruction proposed by Packard and Takens.The experimental results show that,the structure of dynamical trajectory of chaotic system on the wavelet space is much similar to the original system,and the nonlinear invariants such as correlation dimension,Lyapunov exponent and Kolmogorov entropy are still reserved.It demonstrates that wavelet decomposition is effective for characterizing chaotic dynamical system.     

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     

Constructing a one-way hash function based on the unified chaotic system

A new one-way hash function based on the unified chaotic system is constructed. With different values of a key parameter, the unified chaotic system represents different chaotic systems, based on which the one-way hash function algorithm is constructed with three round operations and an initial vector on an input message. In each round operation, the parameters are processed by three different chaotic systems generated from the unified chaotic system. Feed-forwards are used at the end of each round operation and at the end of each element of the message processing. Meanwhile, in each round operation, parameter-exchanging operations are implemented. Then, the hash value of length 160 bits is obtained from the last six parameters. Simulation and analysis both demonstrate that the algorithm has great flexibility, satisfactory hash performance, weak collision property, and high security.     

基于遗传算法的混沌系统模糊控制

基于遗传算法，研究了混沌系统的模糊控制问题.采用遗传算法对模糊系统的隶属函数进行优化，综合了遗传算法强大的空间搜索能力，高精度和模糊控制器快速性的优点，使模糊控制达到较好的控制效果.仿真结果证明了所给方法的有效性. 关键词： 混沌系统 遗传算法 模糊控制