控制混沌现象的一个简单方法

控制混沌现象的一个简单方法邓家干，王兰芳（广西农业大学南宁５３００ｏ５）（陕西工学院汉中７２３００３）张桂樯（上海复旦大学２００４３３）前言近年来，科学界热烈地开展混沌现象的研究．人们对混沌象表现出极大兴趣，主要在于它涉及到小至原子，大王宇宙的各个领...     

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.     

基于非线性电阻的RLC混沌电路实验分析

给出了一种含非线性电阻的RLC混沌电路,并通过实验分析了电路中的“双涡卷”混沌现象,使学生更深入地了解电路中的混沌概念。     

蔡氏混沌电路实验的改进设计

改进实验以蔡氏混沌电路为核心进行对混沌现象的探究,通过Multisim软件对蔡氏电路进行仿真,按照仿真的元件参数进行实际电路的制作与调试。使用具有幅度衰减功能的探头作为声卡示波器的信号输入装置,进行混沌现象在虚拟仪器系统上的观测与记录,并利用有源模拟电感代替传统的无源电感进行对比实验。改进实验操作简单、测量准确,易于在日常教学活动中开展。     

含有源非线性负阻二端网络电路系统的动力学行为

本文对一个含有源非线性负阻二端网络的RLC串联电路系统进行数值研究,发现该系统在不同的参数范围内分别出现倍周期分岔序列、混沌带的反序列以及阵发混沌现象,将这些结果与实验结果比较符合得很好。 关键词：     

基于NI-myDAQ数据采集器的混沌电路实验系统

混沌电路是大学物理实验课程中非线性系统教学内容的典型案例,为了提高学生对非线性实验内容的学习效率和自主学习能力,本文设计了一种基于NI-myDAQ数据采集器和LabVIEW软件平台的混沌电路实验系统.该系统可提高混沌参数微小变化的精密性,实时显示并记录不同参数下的混沌现象,能保存相图、时域图和数据.用该系统测量了蔡氏混...     

Lorenz混沌系统的分析与电路实现

利用Matlab的数值计算和Multisim的电路模型分析和实现著名的Lorenz混沌系统,观察Lorenz混沌吸引子,加深对混沌现象的认识,可将混沌理论与实验引入到大学物理实验教学项目中。     

混沌实验数据处理及仿真

大学物理实验中混沌实验大多采用观察现象的方法进行,本实验采用蔡氏电路(Chua s circuit)产生混沌行为.在观察不同初始值条件下出现的倍周期分岔、阵发混沌、奇异吸引子等相图及现象的基础上,通过对采集数据进行处理,对负电阻伏安特性进行分段线性拟合,用功率频谱法、计算机仿真方法(龙格-库塔数值积分法)对混沌现象进行描绘,将实验数据与非线性方程组的数值解相结合,呈现出混沌现象的本质.     

耦合电路中的复杂振荡行为分析

讨论了两个非线性电路适当连接后的耦合系统随耦合强度变化的演化过程.给出了两子系统各自的分岔行为及通向混沌的过程,指出原子系统均为周期运动时,耦合系统依然会由倍周期分岔进入混沌,同时在混沌区域中存在有周期急剧增加及周期增加分岔等现象.而当周期运动和混沌振荡相互作用时,在弱耦合条件下,受混沌子系统的影响,原周期子系统会在其原先的轨道邻域内作微幅振荡,其振荡幅值随耦合强度的增加而增大,混沌的特征越加明显,相反,周期子系统不仅可以导致混沌子系统的失稳,也会引起混沌吸引子结构的变化. 关键词： 非线性电路 耦合强度 分岔 混沌     

一个新的超混沌系统

基于一个新三维混沌系统,通过引入非线性控制器,构造出一个新的四维超混沌系统,并对该系统的动力学行为进行了研究,包括它的Lyapunov指数谱、分岔图等.分析表明,新的四维系统随着新引入的参数变化呈现周期、复杂周期、混沌及超混沌动力学行为;设计的硬件电路的实验结果也证实了相关结果. 关键词： 超混沌 Lyapunov指数 分岔图 混沌电路     

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     

一个大范围超混沌系统的生成和电路实现

在对一些已有的超混沌系统研究和分析的基础上,提出了一个新的四维自治的超混沌系统,这个超混沌系统是通过引入一个状态变量到一个三维自治混沌系统而生成的,它较已有的超混沌系统而言,不仅最大的Lyapunov指数要大一些,而且在参数变化时,呈现超混沌的参数范围也很大.在对该系统进行数值仿真和分形分析的同时,也通过模拟电路对其进行了验证,电路实验结果表明,在电路中分别呈现的周期、伪周期、混沌、超混沌特性与数值仿真中获得的结果是一致的. 关键词： 超混沌 分形分析 超混沌电路 Lyapunov指数     

蔡氏非线性电路的深入研究——参数测量和实验现象观察的新方法

精确测量了电路中各个元件的参数,为各种混沌现象的定量分析和数值模拟提供了可能;提出了一种新的测量非线性负阻方法,能精确而快捷地测量非线性负阻完整的,I-U曲线;利用这种测量方法的实验电路,可以直接演示电路出现各种混沌现象时非线性负阻对应的工作区段,展示了非线性负阻在蔡氏电路产生混沌过程中所起的决定性作用,有利于学生更好地理解混沌现象产生的机理.     

混沌运动与原子核性质的联系

近来,非线性骚乱或混沌现象的研究,吸引了众多物理工作者的注意力。混沌现象不仅仅出现在经典物理中,它涉及的领域很广,包括流体力学、化学、电子线路……等众多领域都出现了现象各异的混沌现象,它们属于非线性动力学理论的研究范畴。对于原子核,除了核反应统计理论及无规矩阵理论外,还没有把它与混沌运动相联系。仅仅最近几年,核物理学家们才渐渐地领悟到:对于规则运动到混沌运动的研究是与核物理问题的研究有关的。     

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     

一个新四维非自治超混沌系统的分析与电路实现

在以Lorenz系统为基础的一个新超混沌系统上,加入一个驱动信号,组成了一个四维非自治超混沌系统.该系统基本动力学特性的变化,主要是通过控制外界输入信号的频率实现的.在不同的频率参数下,该系统体现出了周期轨、二维环面、混沌以及超混沌不同的动力学特性,其中周期轨特性较为显著.这个现象在数值仿真以及分形分析上得到了很好地验证.最后设计一个模拟电路,通过实验结果进一步验证了与数值仿真的一致性.     

一个新的五阶超混沌电路及其研究

提出一个新的五阶超混沌电路. 该电路由三个线性电感、两个线性电容、一个线性负电阻和二个非线性元件组成,并具有π形的电路结构. 其主要特征是,利用非线性元件的作用来切换电路中的时间常数,使其电压和电流发生急剧变化. 利用负电阻可满足电路局部发散的条件,并且这种电压和电流的急剧变化以及局部发散是该电路产生混沌与超混沌的两个前提条件. 分岔和李雅普诺夫指数计算结果表明,随着分岔参数的改变,电路的振荡机理由周期态演变为混沌态,再由混沌态演变为超混沌态. 设计了五阶超混沌电路,给出了硬件实验结果. 关键词： 超混沌电路 超混沌吸引子 电路实验     

基于改善空间关联性的混沌控制

基于混沌信号的统计特性，提出了一种通过改善混沌信号的空间关联性实现混沌控制的方法.以Hénon离散混沌系统和四阶Chua's电路超混沌连续系统为例进行了数值研究，验证了这种控制方法的有效性.结果表明， 通过改善混沌信号之间的空间关联性， 混沌系统能以较快的速度收敛到它的平衡点或多种周期轨道. 关键词： 混沌控制 空间关联性 Hénon系统 四阶Chua's电路     

延迟变量反馈法控制离散混沌系统的电路实验

利用电子线路实验实现了一个具有混沌和超混沌特性的二维离散系统以及延迟变量反馈和它的增强型的方法用于混沌和超混沌的控制.实验结果，包括控制前实验电路出现的各种复杂行为和控制后从实验中观测到的许多被稳定住的周期状态，与理论分析和数值计算的结果几乎完全一致.也证实了增强型延迟变量反馈法控制混沌和超混沌的有效性.     

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