基于LabVIEW数据采集系统的混沌电路实验

应用LabVIEW软件构建了混沌电路, 并利用数据采集卡对实测混沌电路进行数据采集和处理. 该实验有利于学生从感性上认识了混沌现象,掌握混沌电路的基本原理和测量方法.     

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.     

混沌实验教学之路

混沌电路实验包括非线性元件如电阻或电感的选择、电路构建与波形的分析、混沌吸引子显示与模拟等内容,采用分立元件与学生自组的实验方案,坚持实验过程与理论分析相结合,是一个颇有趣味的非线性物理实验.     

视频与数据联动系统在物理实验评价中的应用——以RLC串联电路实验为例

传统大学物理实验的考核与评价主要依靠书面考试和教师观察,评价效率低,忽视实验过程,难以全面客观的评价学生实验.本文设计了一种实验过程的视频与实验数据同步记录系统,介绍系统设计、系统实现并以RLC串联电路实验为例介绍系统的应用.实验视频和数据记录为实验评价提供全面、客观的评价依据,通过对实验数据的可视化呈现、数据分析、实验细节的视频和数据联动检索,提高实验评价效率和科学性.     

基于Matlab GUI的RLC仿真实验平台开发

针对目前RLC教学中存在的实验学时有限、实验设备不足的问题,借助Matlab中GUI的图形显示功能,开发了RLC电路特性仿真实验平台。介绍了仿真系统的结构、功能及构建方法。以RLC串联电路的暂态特性实验为例,详细阐述了仿真实验的方法和步骤。该系统操作方便,界面交互性良好,有助于提高学生学习的积极性,提高实验教学的效率。     

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。     

一个超混沌六阶蔡氏电路及其硬件实现

文章构建了一个新的超混沌六阶蔡氏电路,计算了该系统的Lyapunov指数和维数,给出了系统的数值仿真相图.同时,设计了相应的电子电路并进行了硬件实现,实验结果与仿真结果完全吻合,由此证实了该系统不仅存在而且可物理实现. 关键词： 六阶蔡氏电路 超混沌 硬件实验 混沌发生器     

基于Knowm忆阻器的新型忆感器模型的设计与分析

以往有关忆阻器模型及其应用研究主要集中于忆阻器基本概念构建并分析忆阻器模型及其等效电路模型,而基于市场上商用忆阻器件的研究则很少.本文根据忆感器与忆阻器之间的理论关系,基于全球首款商用忆阻器芯片:Knowm忆阻器,结合第二代电流传输器和跨导运算放大器,构建了一种新型忆感器模型.通过调节输入信号的频率和幅值以及运算跨导放大器的跨导增益,可有效地在电路中实现忆感器忆感值的连续调节.设计了新型忆感器的LTspice电路模型和硬件实验电路,以电路仿真结果和硬件电路实验结果验证了新型忆感器模型的有效性和设计方法的正确性.     

基于有源广义忆阻的无感混沌电路研究

采用常见元器件等效实现一个广义忆阻器, 进而制作出一个电路特性可靠的非线性电路, 有助于忆阻混沌电路的非线性现象的实验展示及其所产生的混沌信号的实际工程应用. 基于忆阻二极管桥电路, 构建了一种无接地限制的、易物理实现的一阶有源广义忆阻模拟器; 由该模拟器并联电容后与RC桥式振荡器线性耦合, 实现了一种无电感元件的忆阻混沌电路; 建立了无感忆阻混沌电路的动力学模型, 开展了相应的耗散性、平衡点、稳定性和动力学行为等分析. 结果表明, 无感忆阻混沌电路在相空间中存在分布2个不稳定非零鞍焦的耗散区和包含1个不稳定原点鞍点的非耗散区; 当元件参数改变时, 无感忆阻混沌电路有着共存分岔模式和共存吸引子等非线性行为. 研制了实验电路, 该电路结构简单、易实际制作, 实验测量和数值仿真两者结果一致, 验证了理论分析的有效性.     

基于现场可编程逻辑门阵列的磁控忆阻电路对称动力学行为分析

将含绝对值项的磁控忆阻器引入改进型蔡氏电路,构建新型磁控忆阻混沌电路,通过分岔图与Lyapunov指数谱创新性地观察到系统的对称分岔行为,揭示系统双参数平面内运动状态分布的对称性.同时,基于忆阻电路参数-初值平面的系统运动分布图,分析对称吸引域内系统的多稳态特性,相图的绘制进一步证明电路多稳态现象的存在性.此外,应用现场可编程逻辑门阵列完成电路实验,在数字示波器上捕捉实验结果,证明所构磁控忆阻电路的物理可实现性.     

改进型细胞神经网络实现的忆阻器混沌电路

在通用细胞神经网络单元的基础上,本文利用忆阻器本身的非线性实现了一种改进型细胞神经网络单元.通过连接4个改进的细胞神经网络单元导出了一种基于状态控制细胞神经网络的忆阻器混沌电路.为了验证该方法的正确性,采用通用的电子器件构建了一个忆阻器的模拟等效电路,并对提出的电路进行了实验分析.实验结果与数值仿真结果的一致性表明采用改进型的细胞神经网络可以有效地实现忆阻器混沌电路.     

基于CPLD的正弦波/方波互换电路及实验

针对信号发生芯片组成的信号发生器波形单一,幅值、频率等参量不便调节,且信号峰峰值不能满足磁通门的激励信号对峰峰值的要求的缺点,采用数字芯片CPLD为核心元件构建大信号幅值的正弦波和方波互换电路,以产生幅值、频率等参量可调的正弦波或方波信号.设计了基于CPLD的正弦波和方波转换电路,进行了CPLD相关功能模块的程序设计与实验测试,实验结果验证了转换电路的功能.     

对日光灯管的电路模型的定性分析

对日光灯管的电路模型的探讨是教学中很好的拓展课题,然而多篇文献给出了不同的结果,为此,本文依据常规课堂实验数据,通过对电感线圈镇流器型日光灯电路的分析,探讨了日光灯管的电路模型的构建,结果表明正常工作状态的灯管的负载属性应该为电感性,可以近似认为纯电阻性。同时,依据经典电磁学理论对灯管的工作机理进行了定性分析,所得结果与实验描述一致,并对其他文献中误判为电容性的原因给出了解释。     

微型固态特斯拉线圈尖端放电演示仪

微型固态特斯拉线圈尖端放电演示仪以RLC串联谐振为基本原理实现高压放电.振荡信号由555输出,以Mosfet驱动芯片TC4420构建驱动电路,功率电路采用MOS管IRFP460,音频采用电源调制方式.该仪器可以演示尖端放电现象、音乐电弧、荧光灯隔空点亮以及无线传电现象.演示实验装置采用模块化设计,体积小、功率低,既达到了演示效果,又保障了演示实验的安全性.     

Genesio混沌系统的线性反馈控制实验

构建了Genesio混沌系统的硬件实现电路,采用线性反馈对该系统进行控制,根据Hurwitz稳定性判据,得到将系统控制到稳定状态的反馈增益的取值范围.通过硬件电路实验对理论分析进行验证,结果表明线性反馈可以将Genesio混沌系统有效地控制到不动点和稳定的周期态.     

超混沌Lü系统的电路实现

在三维Lü系统的基础上增加一维状态,构建了一个新的四维超混沌Lü系统,简要地分析了该系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图、Lyapunov指数和Lyapunov维数等特性,并设计了一种实现四维超混沌系统的实际电路. 硬件电路实验表明,超混沌Lü系统具有丰富的动力学行为. 关键词： 超混沌Lü系统 Lyapunov指数 电路实现     

基于全波形采样的APD阵列激光雷达系统研究

基于全波形采样技术,构建了一套64路APD阵列激光雷达系统.利用分立元件设计了信号处理电路,并使用数据采集卡对电路的输出信号进行全波形采样.通过基于最小二乘的高斯分解法对采集波形数据进行处理,并通过优化后的参量计算分析目标的距离和特性.搭建共光路实验平台,分别测试了全部通道的电路输出波形和测距精度.结果表明,信号处理电...     

基于Matlab的非线性混沌电路仿真系统开发

针对目前非线性混沌电路实验教学中存在的问题,开发了一款基于Matlab的非线性混沌电路仿真实验平台。介绍了仿真系统的功能、结构及构建方法,详细阐述了仿真实验的方法和步骤。该平台具有程序界面友好、操作方便等特点,有助于提高实验教学效率。     

复杂超混沌Lü系统的电路实验

利用对Lü系统实施反混沌控制的方法,构建了一类关联且有多种切换方式的四维超混沌Lü系统.依据系统的分岔图确定了各个子系统都处于超混沌状态时,系统参数的取值范围.分析了超混沌Lü系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图和Lyapunov指数等特性,设计并实现了这类可切换超混沌Lü系统的硬件电路,利用系统选择器,同一电路可以实现多个关联子系统的功能.电路实验表明,可切换的复杂超混沌Lü系统具有丰富的动力学行为. 关键词： 超混沌Lü系统 切换 分岔图 电路实验     

四阶Colpitts混沌振荡器

提出了一种新的四阶Colpitts混沌振荡器.理论设计与电路实验表明,在三阶Colpitts混沌振荡器中的电感两端并联一个电容器C₃,可构建出一种四阶Colpitts混沌振荡器.当C₃的取值变化时,电路的谐振频率随之改变,从而使该振荡器经过倍周期分岔进入混沌状态.对四阶Colpitts混沌振荡器的平衡点、分岔和李氏指数等基本动力学问题进行了分析.最后通过数值仿真和电路实验证实了这一方法的可行性. 关键词： 四阶Colpitts混沌振荡器 混沌吸引子 电路实现