分数阶Liu系统与分数阶统一系统中的混沌现象及二者的异结构同步

对近几年提出的Liu混沌系统和统一混沌系统，研究了其分数阶系统的混沌动力学行为，发现低于三阶的两系统均存在混沌吸引子，且存在混沌的最低阶数仅为0.3，并计算了存在混沌时系统的最大Lyapunov指数，证明了混沌的存在性；利用Active控制技术实现了分数阶Liu系统与分数阶Lorenz系统及分数阶Lü系统的异结构同步.理论分析及数值实验都证明了该同步方案的有效性. 关键词： 分数阶Liu系统 分数阶统一系统 混沌 异结构同步     

分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

频域传递函数近似方法不仅是常用的 分数阶混沌系统相轨迹的数值分析方法之一, 而且也是设计分数阶混沌系统电路的主要方法. 应用该方法首先研究了分数阶Lorenz系统的混沌特性, 通过对Lyapunov指数图、分岔图和数值仿真分析, 发现了其较为丰富的动态特性, 即当分数阶次从0.7到0.9以步长0.1变化时, 该分数阶Lorenz系统既存在混沌特性, 又存在周期特性, 从数值分析上说明了在更低维的Lorenz系统中存在着混沌现象. 然后又基于该方法和整数阶混沌电路的设计方法, 设计了一个模拟电路实现了该分数阶Lorenz系统, 电路中的电阻和电容等数值是由系统参数和频域传递函数近似确定的. 通过示波器观测到了该分数阶Lorenz系统的混沌吸引子和周期吸引子的相轨迹图, 这些电路实验结果与数值仿真分析是一致的, 进一步从物理实现上说明了其混沌特性. 关键词： 分数阶系统 Lorenz系统 分岔分析 电路实现     

分数阶共轭Chen混沌系统中的混沌及其电路实验仿真

研究了分数阶共轭Chen混沌系统的混沌行为, 给出了分数阶共轭Chen系统存在混沌吸引子的必要条件. 并设计了一种传递函数的新电路单元用来实现分数阶共轭Chen混沌系统, 利用Multisim2001电子工作平台进行了电路实验仿真. 数值模拟和电路实验仿真结果相符, 证实了分数阶共轭Chen系统确实存在混沌现象和所设计电路单元的有效性. 关键词： 分数阶 共轭Chen混沌系统 电路单元 电路仿真     

Synchronization of the fractional-order generalized augmented Lii system and its circuit implementation

In this paper, the synchronization of the fractional-order generalized augmented Lti system is investigated. Based on the predictor--corrector method, we obtain phase portraits, bifurcation diagrams, Lyapunov exponent spectra, and Poincar6 maps of the fractional-order system and find that a four-wing chaotic attractor exists in the system when the system pa- rameters change within certain ranges. Further, by varying the system parameters, rich dynamical behaviors occur in the 2.7-order system. According to the stability theory of a fractional-order linear system, and adopting the linearization by feedback method, we have designed a nonlinear feedback controller in our theoretical analysis to implement the synchro- nization of the drive system with the response system. In addition, the synchronization is also shown by an electronic circuit implementation for the 2.7-order system. The obtained experiment results accord with the theoretical analyses, which further demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed synchronization scheme.     

T混沌系统的动力学分析与同步及其电路仿真

针对一类T混沌系统,对系统平衡点的稳定性进行了分析,并对系统的分岔,Lyapunov指数,Poincare截面进行了数值分析.同时,针对参数己知和未知两种情形,研究其同步控制问题,利用Lyapunov函数设计并证明了系统的反馈控制器.最后运用Multisim软件设计实现了T混沌系统同步的混沌电路,验证了所提出同步方法的有效性和可实现性.     

Lorenz系统族采样同步研究

从对连续时间混沌系统进行数字测量的角度，提出了连续时间混沌系统的采样同步问题. 利用控制理论的结果，设计了Lorenz系统族的采样同步系统. 仅需测量一个状态分量，就可在采样时刻实现同步. 数值模拟例证了同步的性能. 关键词： 混沌同步 Lorenz系统族 采样同步     

一类分数阶混沌系统的自适应同步

针对一类分数阶混沌系统的同步问题,基于分数阶系统的类Lyapunov稳定性理论,设计了一种新的自适应同步控制器以及控制增益系数自适应律.与现有结果相比,该方法具有控制器结构简单、控制代价小以及通用性强等特点,可适用于大部分典型的分数阶混沌系统.最后,数值仿真结果验证了所提方法运用于分数阶混沌系统同步研究的有效性.     

分数阶统一混沌系统的自适应同步

提出了分数阶统一混沌系统的自适应同步方法, 给出了自适应同步控制器和参数自适应率. 设计的单一控制器简单且只含有一个驱动变量. 所用同步方法适用于一类分数阶混沌系统的同步, 且具有较强的抗噪声能力, 具有较高的实用价值. 数值模拟结果表明了该方法的有效性. 关键词： 分数阶 统一混沌系统 自适应同步     

分数阶Chua's系统错位同步无感模块化电路实现及应用

基于分数阶混沌系统稳定性理论, 设计高效的非线性控制器, 实现初始值不同的两个分数阶Chua's系统错位投影同步. 根据分数阶复频域近似方法, 提出分数阶系统的等效电路, 实现分数阶Chua's系统错位投影同步的无感模块化电路. 最后,利用改进的混沌掩盖通信原理, 将以上同步方案应用于混沌保密通信中, 在发送端使用分数阶混沌序列对有用信号加密传送, 从接收端可以无失真地恢复出有用信号. 数值仿真与电路仿真证实了提出方案的可行性. 关键词： 分数阶Chua's系统 错位投影同步 无感模块化电路 保密通信     

分数阶Liu混沌系统及其电路实验的研究与控制

基于波特图的频域近似方法,研究了分数阶Liu混沌系统,并设计了一种树形电路单元来实现分数阶Liu混沌系统,通过对2.7阶Liu混沌系统的电路仿真和实验,以及α=0.8—0.1(步长0.1)Liu混沌系统的电路仿真,验证了树形电路单元的有效性,证实分数阶Liu混沌系统中确实存在混沌现象,且存在混沌的最低阶数为0.3. 设计简单有效的线性反馈控制器,实现了分数阶Liu混沌系统的混沌控制. 关键词： 分数阶Liu系统 电路实验 混沌控制     

基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究

研究分数阶时滞混沌系统同步问题,基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论,设计分数阶时滞混沌系统同步控制器,使得分数阶时滞混沌系统达到同步,同时给出了数学证明过程.该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出变量进行设计,无需驱动系统和响应系统的状态变量,简化了控制器的设计,提高了控制器的实用性.利用Lyapunov稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式,研究并给出了同步控制器参数的选择条件.以分数阶时滞Chen混沌系统为例,设计基于状态观测器的同步控制器,实现了分数阶时滞Chen混沌系统同步,并将其应用于保密通信系统中.仿真结果证明了该同步方法的有效性.     

Circuit realization of the fractional-order unified chaotic system

This paper studies the chaotic behaviours of the fractional-order unified chaotic system. Based on the approximation method in frequency domain, it proposes an electronic circuit model of tree shape to realize the fractional-order operator. According to the tree shape model, an electronic circuit is designed to realize the 2.7-order unified chaotic system. Numerical simulations and circuit experiments have verified the existence of chaos in the fraction-order unified system.     

单参数Lorenz混沌系统的电路设计与实现

为了研究混沌系统的性质及其应用,采用分立元件设计并实现了单参数Lorenz混沌系统,系统参数与电路元件参数一一对应.通过调节电路中的可变电阻,观察到了该单参数系统的极限环、叉式分岔、倍周期分岔和混沌等动力学现象,以及该系统由倍周期分岔进入混沌的过程.研究了分数阶单参数Lorenz系统存在混沌的必要条件,找出了分数阶单参数Lorenz系统出现混沌的最低阶数以及最低阶数随系统参数变化的一般规律.电路仿真与电路实现研究表明,单参数Lorenz系统具有物理可实现性、丰富的动力学特性以及理论分析与实验结果的一致性.     

A general method for synchronizing an integer-order chaotic system and a fractional-order chaotic system

This paper investigates the synchronization between integer-order and fractional-order chaotic systems.By intro-ducing fractional-order operators into the controllers,the addressed problem is transformed into a synchronization one among integer-order systems.A novel general method is presented in the paper with rigorous proof.Based on this method,effective controllers are designed for the synchronization between Lorenz systems with an integer order and a fractional order,and for the synchronization between an integer-order Chen system and a fractional-order Liu system.Numerical results,which agree well with the theoretical analyses,are also given to show the effectiveness of this method.     

A novel fractional-order hyperchaotic system and its synchronization

In this paper,a novel hyperchaotic system with one nonlinear term and its fractional order system are proposed.Furthermore,synchronization between two fractional-order systems with different fractional-order values is achieved.The proposed synchronization scheme is simple and theoretically rigorous.Numerical simulations are in agreement with the theoretical analysis.     

基于线性控制的分数阶统一混沌系统的同步

研究了分数阶统一混沌系统的同步.基于分数阶稳定性原理,提出了通过线性反馈实现分数阶统一混沌系统的同步方法.所设计的控制器为单一控制变量的线性控制器,且不需要计算反馈系数.通过对分数阶Lorenz混沌系统、Chen混沌系统和Lü混沌系统的数值模拟,证实了所提方法的有效性.     

基于Lyapunov方程的分数阶新混沌系统的控制

新混沌系统是一种不同于Lorenz混沌系统、Chen混沌系统以及Liu混沌系统的新的三阶连续自治混沌系统.本文基于波特图的频域近似方法,提出了一种混合型电路单元来近似实现分数阶算子,并设计电路实现了2·7阶新混沌系统.基于Lyapunov方程的系统稳定性判定理论,设计了相应的控制器,实现了对分数阶新混沌系统的控制.     

一个分数阶新超混沌系统的同步

研究了分数阶混沌系统的同步问题,以分数阶新超混沌系统为例,设计了三种同步方法,运用拉普拉斯变换理论和分数阶线性稳定理论给以证明,数值仿真或电路仿真证实了所提同步方法的有效性和可行性. 关键词： 分数阶 混沌同步 新超混沌系统     

Realization of fractional-order Liu chaotic system by circuit

In this paper, chaotic behaviours in the fractional-order Liu system are studied. Based on the approximation theory of fractional-order operator, circuits are designed to simulate the fractional- order Liu system with $q=0.1-0.9$ in a step of 0.1, and an experiment has demonstrated the 2.7-order Liu system. The simulation results prove that the chaos exists indeed in the fractional-order Liu system with an order as low as 0.3. The experimental results prove that the fractional-order chaotic system can be realized by using hardware devices, which lays the foundation for its practical applications.     

一类四维多翼混沌系统及其电路实现

提出了一种产生多翼蝴蝶混沌吸引子的新方法.基于三维Lorenz系统,通过增加一个状态变量和一个分段线性函数,构造出一个四维多翼混沌系统.分析了系统的平衡点和Lyapunov指数谱.最后,设计出一个模拟电路,进行了电路实验.电路实验结果与数值仿真结果相一致,验证了该方法的可行性和有效性.