一个混沌系统性质分析及其FPGA电路实现

构造了一个新的三维连续自治混沌系统,该系统含有3个参数,2个非线性乘积项通过理论推导、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图研究了系统的基本动力学特性,还利用FPGA技术设计了一个数字电路,实现三维混沌系统,实验结果与仿真结果完全一致,提出了一种基于FPGA技术实现混沌系统的新方法     

一个四维四翼混沌系统及其电路实现

一个四翼混沌吸引子通过引入了两个线性反馈控制量构成一个新的四维四翼混沌系统,吸引子更加稳定、可靠,易于电路实现。文章分析了该四维四翼混沌系统的基本特性,并为实现该新系统设计了一个模拟电路,实验结果表明:数值仿真和电路实现具有很好的一致性。该系统有利于保密通信等基于混沌的实际应用。     

一个切换混沌系统的分析与电路实现

采用改变系统乘积项的方法,在已提出的混沌系统的基础上,构建了一个切换混沌系统。分析了平衡点的性质,混沌吸引子相图和Lyapunov指数等特性,设计了可实现切换混沌系统的电路并进行了电路实验,实现结果与仿真结果一致：     

一个新的超混沌系统及其电路实现

通过对一个光滑三维二次混沌系统上引入一个新的状态反馈控制器,构造出一个新的四维超混沌系统。详细地分析了该系统平衡点的性质、超混沌吸引子相图、Lyapunov指数和分岔图等基本动力学特性。数值模拟结果表明,新的四维系统能随着参数变化呈现出周期态、拟周期态、混沌态和超混沌态等丰富的动力学行为。最后设计了硬件电路实验,也很好的证实了相关结果。     

一个新的混沌系统及其电路设计与实现

提出了一个连续三维二次自治混沌系统.该系统与Lorenz、Rossler、Chen、Lu系统不同,它只含一个系统参数,但具有五个平衡点.通过理论分析、Lyapunov指数谱、分岔图以及电路设计与实验,验证了系统的混沌行为.     

一个新的超混沌系统设计与实现

在三阶Qi系统的基础上,构造了一个具有两个较大正的Lyapunov指数和较大参数范围新的超混沌系统,分析了该系统的平衡点及稳定性,Lyapunov指数谱和分形维数,超混沌吸引子的相图等特性,并利无量纲状态方程的模块化设计方法实现了该系统,实验结果与仿真结果完全一致。     

一个奇妙的四维混沌吸引子及其电路实现

为了获得复杂的混沌信号源,给出了一个新的四维混沌系统及其相应的实现电路,其全部混沌吸引子类似于阿拉伯数字"8";系统的MATLAB仿真结果与所设计电路的MULTISIM仿真结果完全一致.不仅为混沌加密通信提供了新的信号源,而且特殊形状的混沌吸引子也将为混沌研究提出一个新的课题.     

一个超混沌Lorenz系统设计与FPGA电路实现

采用增加并改变系统非线性特性的方法对Lorenz系统进行变形,在此基础上,通过在三阶Lorenz系统中引入一个外加的状态变量构造了一个新的超混沌系统;对系统的一些基本特性,如耗散性、平衡点、稳定性进行了详细分析,系统超混沌的存在性通过Lyapunov指数谱得到了验证。还设计了一个数字电路进行实验,从电路实验中观察到了各种超混沌吸引子。     

一种新的四维二次超混沌系统及其电路实现

在三维二次混沌系统的基础上,增加一个状态变量,构建了一种新的四维二次超混沌系统.对新的超混沌系统的Lyapunov指数谱和分岔图进行了分析;通过数值仿真,得到超混沌吸引子相图;设计了一个模拟电子电路,通过电路实验,在示波器上观察到超混沌吸引子相图.     

一个新的四维超混沌系统的动力学分析及混沌反同步

提出了一个新的四维Chen-Qi-like混沌系统.通过计算该系统的时间序列的Lyapunov指数谱、Lyapunov 维数、分岔图、Poincaré截面图等分析了控制参数变化时,系统的非线性动力学特征.结果表明该新系统不但和Chen-Qi 系统族有类似的性质,而且又呈现不同的非线性特征.在微分方程不变性原理基础上,运...     

一个恒定Lyapunov指数谱鲁棒混沌系统及其微控制器实现

在基本Sprott-B混沌系统数学模型的基础上,引入一个控制参数进行系统改造,构建出一个恒定Lyapunov指数谱鲁棒混沌系统。通过相轨图、Lyapunov指数谱和分岔图等动力学工具对系统进行了仿真分析。研究结果表明,系统对唯一的控制参数保持恒定的Lyapunov指数谱,从而工作于鲁棒混沌状态,理论分析则揭示出控制参数对于系统的混沌振荡具有线性或非线性调幅作用。此外,在以改进的Euler算法进行离散化后,采用微控制器MSP430F249进行了实验验证,证明了系统的可实现性。     

新的三维自治混沌系统及其电路仿真

为了丰富非线性电路领域的研究内容,提出一个新的三维自治混沌系统,构造其数学模型。运用MATLAB对它的相图、Lyapunov指数、庞加莱映射图等复杂动力学特征进行分析研究,证实此三维混沌系统是一个新三维混沌自治系统。通过非线性电路的基本理论,将数学模型转化为电路方程,进而构造出符合该混沌系统的非线性电路,运用Muhisim软件对该电路进行仿真,验证了其真实存在性。     

基于混沌掩盖改进方案的保密通信系统的电路实现

根据Milanovic V和Zaghloul M.E提出的混沌掩盖改进方案,基于具有典型参数的Lorenz混沌系统,用模拟电子电路实现了信号的保密通信.理论分析、EWB仿真和实验结果证明了该方案的有效性.     

Novel unified chaotic system with multi-parameter invariable Lyapunov exponent spectrum

Based on the traditional Qi chaotic system,a novel unified chaotic system with the complex chaotic characteristics was constructed by adding the control parameters and modifying the nonlinear terms.Firstly,basic dynamical characteristics of chaotic system were analyzed,and phase portrait,time domain waveform diagram,Poincare mapping and power spectrum diagram were numerically simulated.Secondly,system parameters influence on chaotic system was discussed through Lyapunov exponent spectrum,bifurcation diagrams and chaotic signal amplitude.It was found that the unified chaotic system can generate the four new types of two-wing chaotic attractors with the multi-parameter invariable Lyapunov exponent spectrum characteristics.Meanwhile,there exist the functions of the global and local nonlinear amplitude modulation parameters.Thirdly,taking the first chaotic attractor of system as an example by introducing the two new types of nonlinear functions,the expansion of grid multi-wing attractor was realized.Finally,the hardware circuit of novel unified chaotic system was constructed.The four new types of chaotic attractors are observed experimentally,which is consistent with numerical simulation results and verified the feasibility of the proposed system.     

基于线性反馈控制的超混沌系统设计与电路实现

基于最新提出的简化Lorenz混沌系统,采用线性控制策略,设计了一个超混沌系统。利用相图、Lyapunov指数谱、分岔图以及Poincaré截面分析方法,详细地研究了系统参数变化时简化Lorenz超混沌系统的动力学行为,数值仿真结果显示,Lyapunov指数谱与分岔图分析一致。采用分立元件,设计并实现了该系统的模拟电子电路,通过调节电路中的可变电阻,观察到了该系统的极限环、叉式分岔、倍周期分岔、混沌和超混沌,以及由倍周期分岔而进入混沌的道路等动力学现象。数值仿真和电路实验结果表明,该系统具有丰富的动力学特性,且电路实验结果与数值仿真相吻合。     

基于虚拟仪器三维四翼混沌系统研究及实现

讨论了基于虚拟仪器三维四翼混沌系统的研究模式,设计了软件系统,并给出三维四翼混沌系统电路原理图及其实验结果,证实基于虚拟仪器技术为研究非线性系统提供可行的方案,利用此方案进行实验,结果证明此实验系统具有良好的实验效果。与传统的自治混沌系统相比,此系统具有参数调节方便、易实现、可靠性高,实时性好等优点,该特点在保密通信等工程中有重要的应用。     

Coexistence of infinite attractors in a fractional-order chaotic system with two nonlinear functions and its DSP implementation

In this paper, a new five-dimensional fractional-order chaotic system based on two nonlinear functions is constructed. The rich dynamical behaviors of the system are analyzed by phase diagram, bifurcation diagram and Lyapunov exponents spectrum. In addition, the complexity of the fractional-order system is analyzed through Spectral Entropy (SE) and Permutation Entropy (PE) algorithms. Meanwhile the phenomenon of coexisting infinite attractors is analyzed. Of particular concern is that the phenomenon of multi-state transition and intermittent oscillation chaos is found in this new chaotic system. Furthermore, the system is implemented on the DSP platform. To the best of the knowledge, these rich dynamical characteristics and complicated phenomena are of great reference value in chaotic image encryption and other fields.     

FPGA implementation of fractional-order chaotic systems

This paper presents the digital implementation of fractional-order (FO) chaotic systems on Field Programmable Gate Array (FPGA). In the proposed work Simulink model of each chaotic system is first realized using HDL coder of MATLAB, wherein each coefficient and signal is represented using a fixed number of bits. The construced design is translated into VHDL code using hardware generation block. This code is further translated into bitstream file using Quartus software. The chaotic system is implemented by downloading the obtained bitstream file into Altera FPGA Cyclone IV E (EP4CE11529C7N) chip. A methodology has been developed to construct FO chaotic system using HDL coder. Five different FO chaotic systems, viz., Lorenz, Chen, Lü, Arneodo, and Lorenz Hyperchaotic system have been presented in the paper to illustrate the methodology. The systems have been implemented on FPGA platform. Analysis of each chaotic system is carried out on the basis of hardware resource utilization, static power analysis and synthesis frequency on FPGA. The results show that FPGA provides high-speed realizations with the desired accuracy and low power consumption for FO chaotic systems.