基于耦合Duffing振子的局部放电信号检测方法研究

以双向环形耦合Duffing振子系统为对象, 研究脉冲信号激励下耦合振子间动力学行为变化特征时, 发现其与单向环形耦合Duffing振子系统类似, 在一定的参数条件下, 脉冲信号能引起其中一个振子与其他振子运动轨迹间出现短暂失同步的现象即瞬态同步突变现象. 基于这种现象, 提出了一种微弱脉冲信号检测的新方法, 用于检测强噪声背景中的局部放电脉冲信号. 实验测试表明, 利用本文方法对不同放电电极的局部放电脉冲信号进行检测时, 在低信噪比条件下可取得良好的检测效果, 进而扩展了现有的Duffing振子对非周期信号的检测范围及应用领域. 关键词： 耦合Duffing 振子 微弱信号检测 瞬态同步突变 局部放电脉冲信号     

力梯度辛方法在圆型限制性三体问题中的应用

旋转坐标系下的圆型限制性三体问 题因含非惯性系所附加的影响部分使得动能不是动量的严格二次型, 可能导致力梯度辛积分算法的应用遇到困难. 从Lie算子运算出发, 严格论证了力梯度算子在这种情形下的物理意义 仍然像质心惯性坐标系下的圆型限制性三体问题那样是引力的梯度, 而不是引力与非惯性力所得合力的梯度, 表明了力梯度辛方法适合求解旋转坐标系下的圆型限制性三体问题. 通过应用四阶力梯度辛方法、最优化四阶力梯度辛方法和Forest-Ruth 辛方法分别求解该问题, 进行了数值对比研究, 结果显示最优化型力梯度算法能够取得最好精度. 还应用最优化型算法计算两邻近轨道的Lyapunov指数和快速Lyapunov指标, 确保高精度辛方法能够贯穿于这些混沌指标计算的全过程, 以便准确刻画此系统的动力学定性性质. 关键词： 辛积分器 圆型限制性三体问题 混沌 Lyapunov指数     

一类参数不确定统一混沌系统的脉冲滞后同步

针对一类具有传输信道时间延迟且参数不确定的统一混沌系统，提出了一种脉冲控制同步方法.该方法将两个非自治混沌系统之间脉冲同步的实用稳定性问题转化为同步误差系统在原点的实用稳定性问题，基于脉冲微分方程的相关理论，给出了同步误差系统在原点的实用稳定判据，仿真结果验证了方法的有效性. 关键词： 统一混沌系统 混沌同步 脉冲控制 实用稳定性     

光注入提高半导体激光器混沌载波发射机的带宽

外光反馈下的半导体激光器可视为混沌载波发射机.数值研究发现，外部强光注入可以显著提高混沌载波发射机的带宽，带宽提高的程度在一定范围内与注入光的强度成正比.当外部光注入系数k_inj=0.39时，混沌载波的带宽由无光注入时的2.7GHz增大到14.5GHz，提高了5倍多.研究还发现，在相同的注入强度条件下，当注入光的频率比半导体激光器的中心频率高2—4GHz时，可实现最大限度的带宽增强.此外，适当提高半导体激光器的偏置电流也可以在一定程度上提高其产生的混沌载波的带宽. 关键词： 半导体激光器 混沌 带宽     

随机Bonhoeffer-Van der Pol系统的随机混沌控制

讨论了具有有界随机参数的随机Bonhoeffer-Van der Pol系统的随机混沌现象，并利用噪声对其进行控制.首先运用Chebyshev多项式逼近的方法，将随机Bonhoeffer-Van der Pol系统转化为等价的确定性系统，使原系统的随机混沌控制问题转换为等价的确定性系统的确定性混沌控制问题，继而可用Lyapunov指数指标来研究等价确定性系统的确定性混沌现象和控制问题.数值结果表明，随机Bonhoeffer-Van der Pol系统的随机混沌现象与相应的确定性Bonhoeffer-Van der Pol系统极为相似.利用噪声控制法可将混沌控制到周期轨道，但是在随机参数及其强度的影响下也呈现出一些特点.     

准周期激励与应变超晶格的动力学稳定性

假设超晶格锯齿形沟道对粒子的作用等效为形状相似的周期场作用. 在经典力学框架内,引入正弦平方势,把粒子运动方程化为具有阻尼项和双频激励项的摆方程. 用Melnikov方法对单频激励系统的分叉与混沌进行分析;用Lyapunov方法对双频激励系统的稳定性进行讨论. 结果表明：在弱非线性情况下,双频激励系统存在局域不稳定,且这种不稳定将向全局扩展,直至混沌的出现;导致混沌的双频激励强度远小于单频激励强度;外加一个适当的超声场可望将这种敏感钝化,使系统的稳定性得到改善. 关键词： 超晶格 准周期激励 混沌 稳定性     

Route to broadband optical chaos generation and synchronization using dual-path optically injected semiconductor lasers

The generation and synchronization of broadband optical chaos in dual-path optically injected (DPOI) semiconductor lasers (SLs) are numerically demonstrated. The effective bandwidth enhancement is achieved up to about 35.84 GHz, under appropriate injection strength and frequency detuning. We systematically study and compare the bandwidth enhancement in single-path optically injected SLs (SPOI-SLs) and DPOI-SLs, and find that better performance can be obtained for the latter over a larger parameter span. Furthermore, two schemes for synchronization of bandwidth-enhanced chaos generated in two similar or identical (twin) DPOI-SLs are proposed, where the twins are driven by a common DPOI signal injected from another chaotic SL. High-quality chaos synchronization, an isochronous type, is observed between the twin DPOI-SLs. Also, the effect of parameter mismatch and frequency detuning is numerically examined. The simple technique of bandwidth enhancement using dual-path injection may pave way for various applications such as high-speed random number generators (RNGs) and chaos-based communications.     

The dynamics of a symmetric coupling of three modified quadratic maps

We investigate the dynamical behavior of a symmetric linear coupling of three quadratic maps with exponential terms, and identify various interesting features as a function of two control parameters. In particular, we investigate the emergence of quasiperiodic states arising from Naimark-Sacker bifurcations of stable period-l, period-2, and period-3 orbits. We also investigate the multistability in the same coupling. Lyapunov exponents, parameter planes, phase space portraits, and bifurcation diagrams are used to investigate transitions from periodic to quasiperiodic states, from quasiperiodic to mode-locked states and to chaotic states, and from chaotic to hyperchaotic states.     

一类具有Markov性质的混沌系统的构造

本文构造了一类具有Markov性质的分段扩张线性映射, 计算表明其具有正的李雅普诺夫指数. 通过理论分析, 证明了其极限分布是均匀分布, 并给出了其最小周期的计算公式. 通过分析符号熵测度应用于此系统时的具体涵义, 指出该系统的复杂度与系统的最小周期之间存在着矛盾关系, 说明了此系统具有可控的复杂度并给出了其复杂度随系统参数变化时的理论极限公式. 通过统计测试和复杂度测试表明, 此系统产生的混沌序列服从均匀分布, 而通过参数的调整该系统的符号熵可以接近其理论极限, 而与Logistic映射和斜帐篷映射的基于近似熵和符号熵的对比实验可知, 本文所提系统具有更高的复杂度, 并有更长的最小周期. 这表明此系统比较适合用于构造保密通信系统. 关键词： 混沌 Markov性质 复杂度 均匀分布     

Adaptive function projective synchronization of uncertain complex dynamical networks with disturbance

We investigate the problem of function projective synchronization (FPS) in drive-response dynamical networks with non-identical nodes. An adaptive controller is proposed for the FPS of complex dynamical networks with uncertain parameters and disturbance. Not only are the unknown parameters of the networks estimated by the adaptive laws obtained from the Lyapunov stability theory and Taylor expansions, but the unknown bounded disturbances are also simultaneously conquered by the proposed control. Finally, a numerical simulation is provided to illustrate the feasibility and effectiveness of the obtained result.