基于分形自仿射的混沌时间序列预测

从混沌与分形的关系出发，基于奇怪吸引子的分形结构和时间序列的自仿射特性，提出了一种混沌时间序列的预测方法.采用迭代函数系统跟踪混沌的局部运动轨迹，由此确定统计意义上仿射性能最优的时间序列段，并根据吸引子定理和拼贴定理建立预测模型.以Mackey-Glass混沌系统、脑电信号和Lorenz混沌系统等三种混沌系统为例进行预测试验，结果表明本方法能对混沌时间序列进行准确预测，且对混沌时间序列先验知识要求少，具有广泛的实用性. 关键词： 自仿射 迭代函数系统 混沌时间序列 预测     

非周期力在混沌控制中的双重功效

探讨了非周期力（有界噪声或混沌驱动力）在非线性动力系统混沌控制中的影响.以一类典型的含有五次非线性项的Duffing-van der Pol系统为范例,通过对系统的轨道、最大Lyapunov指数、功率谱幅值及Poincar截面的分析,发现适当幅值的有界噪声或混沌信号,一方面可以消除系统对初始条件的敏感依赖性,抑制系统的混沌行为,将系统的混沌吸引子转化为奇怪非混沌吸引子;另一方面也可以诱导系统的混沌行为,将系统的周期吸引子转化为混沌吸引子.从而揭示了非周期力在混沌控制中的双重功效：抑制混沌和诱导混沌. 关键词： 混沌控制 有界噪声 混沌驱动力     

蔡氏对偶混沌电路分析

提出了一个新颖的蔡氏对偶混沌电路,并进行了深入的理论研究和计算机仿真分析.得出了几点结论:1)此混沌电路元器件少,且与蔡氏混沌电路结构完全对偶.2)在确定的元器件参数条件下,电路出现双涡卷奇怪吸引子和丰富的混沌动力学行为. 关键词： 蔡氏对偶电路 奇怪吸引子 混沌     

一个新的网格多翅膀混沌系统及其电路实现

提出了一个新的三维二次自治混沌系统,与大多数广义Lorenz系统一样,该系统只能产生双翅膀吸引子.依据该双翅膀混沌系统平衡点和吸引子的拓扑结构,设计合适的非线性函数可以将其改进为一个产生网格多翅膀吸引子的混沌系统.对该网格多翅膀混沌系统的基本动力学特性进行了分析,证实了多翅膀吸引子的混沌特性.最后设计了混沌电路,给出了多翅膀混沌吸引子的电路仿真结果,证实了理论设计与电路实现的一致性.     

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     

不同类型混沌吸引子的复合

为了实现不同类型混沌吸引子之间的复合,采用理论分析、数值仿真和电路仿真方法,通过设计合适的切换控制器实现了不同两涡卷混沌系统之间的复合、不同多涡卷混沌系统之间的复合、两涡卷混沌系统与两翅膀混沌系统之间的复合和多涡卷混沌系统与多翅膀混沌系统之间的复合.通过观察吸引子相图、最大Lyapunov指数和Poincaré截面,分析了复合系统的动力学行为.设计了复合多涡卷-多翅膀吸引子的模拟电路,并对其进行了电路仿真,得到的电路仿真结果与数值仿真结果相一致.这表明利用切换控制器实现不同类型混沌系统之间复合方法的正确性.     

一个四翼混沌吸引子

在新的四维混沌系统中数值观察到四翼混沌吸引子，然而，通过进一步分析发现，该四翼吸引子并非真实的，实际上它是上、下两个共存的双翼混沌吸引子，他们各自有独立的混沌吸引域，由于其位置靠得太近和数值误差产生的一种假象.通过引入一个线性状态反馈控制项，系统的一些相似性被破坏，受控系统能产生穿越上下吸引域界限的对角双翼混沌吸引子，进一步，随着动力学模态的演化，上下混沌吸引子与对角混沌吸引子融合成一个真正的四翼混沌吸引子.最后，通过比较该四翼混沌吸引子的系统、Lorenz系统、Chua氏电路等混沌信号的频谱发现，四翼混沌吸引子的系统信号具有极宽的频谱带宽，该特性在通讯加密等工程应用中具有重要价值. 关键词： 四维混沌系统 双翼吸引子 四翼吸引子 频谱分析     

新三维混沌系统及其电路仿真实验

提出了一个混沌系统，并对该系统的基本动力学特性进行了深入研究.得到该系统的Lyapunov指数、Lyapunov维数，给出了Poincaré映射图以及时域图和相图. 运用电子工作平台EWB软件对实现该新混沌系统的振荡器电路进行了仿真实验. 经过数值仿真和电路系统仿真证实该系统与以往发现的混沌吸引子并不拓扑等价，属于新的混沌系统. 关键词： 混沌系统 动力学行为 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.     

忆阻器混沌电路产生的共存吸引子与Hopf分岔

利用荷控忆阻器和一个电感串联设计一种新型浮地忆阻混沌电路.用常规动力学分析方法研究该系统的基本动力学特性,发现系统可以产生一对关于原点对称的"心"型吸引子.将观察混沌吸引子时关注的电压、电流推广到功率和能量信号,观察到蝴蝶结型奇怪吸引子的产生.理论分析Hopf分岔行为并通过数值仿真进行验证,结果表明系统随电路参数变化能产生Hopf分岔、反倍周期分岔两种分岔行为.相对于其它忆阻混沌电路该电路采用的是一个浮地型忆阻器,并且在初始状态改变时,能产生共存吸引子和混沌吸引子与周期极限环共存现象.     

利用混沌信号幅值实现混沌同步

构造了一个三维混沌系统, 简要分析了该混沌系统的平衡点性质、混沌吸引子相图和Lyapunov指数等特性. 在此基础上, 利用反馈同步思想设计了一种利用混沌信号部分信息实现混沌同步的方法, 完成了三维混沌系统的同步. 该方法仅利用混沌信号幅值信息即可实现两个混沌系统的同步, 其同步建立与混沌信号的极性无关, 此特性可有效提高混沌通信质量. 通过分析系统的条件Lyapunov指数证实该方法的有效性, 数值仿真表明该方法与利用混沌信号全部信息的线性反馈同步法相比, 同步建立时间基本相同.     

一个混沌电路及其实验结果

给出了仅仅由几个运算放大器、电容和电阻组成的一个新混沌电路. 对混沌电路的状态方程进行计算表明，该系统具有一个正的李雅谱诺夫指数，数值计算得到了此系统的混沌吸引子. 同时，对此混沌系统进行了电路实现，得到了混沌电路的吸引子，结果表明，实验结果与数值计算结果完全符合. 最后，对该混沌电路中的两个可调电阻的变化对混沌电路的影响进行了研究，结果表明可调电阻在一定范围内变化时，电路仍然保持有基本相同的混沌输出. 关键词： 混沌电路 李雅谱诺夫指数 电路实验结果     

耦合映射混沌同步系统在加性噪声中的筛形域性态

由于实际系统中噪声不可避免，噪声使得同步混沌吸引子A变成具有一定生存时间<τ>的准稳态吸引子A′.以加性噪声作用下的二维耦合映射混沌同步系统为例，给定系统实验时间长 度T，解析发现：仅当<τ>>2T时准稳态同步混沌吸引子的筛形吸引域才可被定性观察到；而 当<τ><2T时则不复存在，此时，根据原无噪声时的筛形吸引域特征的不同，筛形域不仅可 以转变成时变筛形结构，还可以转变成分形结构.同时利用数值模拟作了进一步验证.该结果 对于二维耦合映射混沌同步系统具有普遍意义. 关键词： 混沌同步 筛形吸引域 瞬态混沌 耦合映射 加性噪声     

一类切换混沌系统的实现

构建了一类可切换的三维自治混沌系统，通过系统选择器实现这类系统间的切换.这类系统都由七项组成，且都包含三项系统变量乘积的二次非线性项.详细地分析了这类三维系统平衡点的性质、混沌吸引子的相图和Lyapunov指数等特性，设计了实现这类可切换系统的实际电路并进行了电路实验. 关键词： 混沌系统 Lyapunov指数 切换     

一混沌模型的系综模拟研究

本文用随机模拟方法研究了一化学混沌模型的介观动力学。对该混沌模型的系综模拟发现 ,在这种不稳定运动中存在强烈的内部涨落 ,然而由于混沌运动整体上的稳定性 ,使得系统中的代表点被限制在混沌吸引子上 ,并且每个代表点形成的随机轨道很好地保持了确定性混沌吸引子的基本特性     

一类新的边界激变现象:混沌的边界激变

混沌吸引子的激变是一类普遍现象.借助于广义胞映射图论(generalized cell mapping digraph)方法发现了嵌入在分形吸引域边界内的混沌鞍,这个混沌鞍由于碰撞混沌吸引子导致混沌吸引子完全突然消失,是一类新的边界激变现象,称为混沌的边界激变.可以证明混沌的边界激变是由于混沌吸引子与分形吸引域边界上的混沌鞍相碰撞产生的,在这种情况下,当系统参数通过激变临界值时,混沌吸引子连同它的吸引域突然消失,同时这个混沌鞍也突然增大 关键词： 广义胞映射 有向图 激变 混沌鞍     

一类多折叠环面混沌吸引子

在双折叠环面混沌吸引子方程中构造一种具有多个分段线性化的奇函数，基于递归算法，导出可产生一类多折叠环面混沌吸引子的递归公式.通过适当选取各个分段线性区间的斜率值，利用所得的递归公式计算出分段线性化函数中各个平衡点和转折点之值，最终可产生一类多折叠环面混沌吸引子.给出了产生这类混沌吸引子的计算机数值模拟结果. 关键词： 双折叠环面混沌吸引子 多折叠环面混沌吸引子 递归算法     

混沌吸引子在两个周期振子耦合下的相同步

在分析了系统稳定的基础上，对非线性混沌吸引子在两个独立外周期振子耦合下的相同步进 行了研究.与一个周期振子耦合的情况不同，两个周期振子对混沌吸引子的耦合具有排他性 和竞争性，相同步在两个亚稳态交替出现，各自同步时间长度由外振子参数决定.确定了周 期外振子参数与同步时间长度的关系并与数值模拟计算结果进行了比较. 关键词： 混沌吸引子 相同步     

一类多翼蝴蝶混沌吸引子及其电路实现

提出了一种构造多翼蝴蝶混沌吸引子的新方法,在Liu混沌系统的基础上,通过设计一种新的分段线性函数,构造了一个产生多翼蝴蝶混沌吸引子的混沌系统,对系统的平衡点、Lyapunov指数谱、分岔图、相图、频谱和Poincare截面进行了分析。最后,设计了相应的硬件电路,电路实验结果与数值仿真结果一致,验证了该方法的可行性和有效性。     

一类多折叠环面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，研究一类多折叠环面多涡卷混沌产生器.这种混沌产生器的主要特征是随着自然数n的增加，能产生大小相等、均匀分布的2n个折叠环面混沌吸引子和大小相等、均匀分布的2n+1个涡卷混沌吸引子，且折叠环面混沌吸引子与涡卷混沌吸引子之间相互间置，最左边和最右边均为涡卷混沌吸引子.基于虚拟电子实验室EWB软件，设计具体的电路，进行了仿真实验验证. 关键词： 折叠环面混沌吸引子 多涡卷混沌吸引子 涡卷