超混沌Lorenz系统的追踪控制与同步

研究了超混沌Lorenz系统的追踪控制与同步问题;基于稳定性理论,设计出超混沌Lorenz系统的追踪控制器,实现了超混沌Lorenz系统同时与来自二维Duffing系统、三维Rossler系统和四维超混沌吕系统的不同系统信号同步;通过数值实验证明了这种方法的有效性.     

混沌系统奇异性分岔过程分析

通过对杜芬（Duffing）方程的分岔与奇异性的研究,利用弱正弦信号扰动下杜芬振子经过足够多的分岔会产生近似白噪声的频谱特性,对杜芬振子的分岔方程和解态频谱进行分析,证明白噪声信号与混沌信号属于同一类信号,本文首次验证了确定系统混沌信号的频谱与噪声随机信号的相似性。     

基于追踪控制的混沌异结构同步

文章根据Lyapunov稳定性理论,对最近提出的一个新的混沌系统,设计了一个非线性控制器,使得系统的第一个状态信号以指数速度追踪任意给定的参考信号,包括正弦信号、周期信号及混沌信号等;在Matlab上进行数值仿真,证实了理论结果的正确性.     

Rikitake双盘发电机系统的追踪控制

基于广义投影同步的定义,讨论了Rikitake发电机系统的追踪控制与同步问题.设计统一形式的控制器,实现了双盘发电机系统追踪任意给定的系统,用数值模拟实现了该混沌系统与Liu系统和Duffing系统的广义投影同步,以及将该系统控制到任意比例的定点.结果表明：该方法可以实现Rikitake发电机系统追踪任意比例的参考信号.     

超混沌系统脉冲同步及其应用

研究了采用脉冲同步理论解决混沌系统的同步问题,并利用脉冲同步方法构造超混沌脉冲同步系统.根据同步渐进稳定性条件作为前提对系统进行数值仿真.采用同步误差的线性反馈作为脉冲信号,结合谱半径的稳定性定理采用合适的脉冲周期对系统进行了同步仿真实验.实现了超混沌系统的同步.并以正弦信号为例进行了信号传输的实验,进一步在加入白噪声的情况下考察了其同步效果.仿真效果表明,该方法具有较好的鲁棒性和抗噪能力,是对传统同步方法的改进和优化,具有一定的实际应用价值.     

微分混沌系统的追踪控制和同步

对任一微分混沌系统可以给出一种控制方法，使之追踪任意参考信号并能实现该控制系统的自同步和异结构混沌同步。利用Lorenz混沌系统进行数值仿真进一步表明可行性。     

异结构混沌系统的部分状态广义同步

利用变结构控制和非线性反馈方法,研究了一类混沌系统对任意混沌系统的部分状态广义同步问题.所给的控制器,不仅可以使受控系统的部分状态与任意混沌系统的状态函数实现到达同步或渐近同步,而且也使受控系统其它状态有界,这样保证了方案的物理可实现性;同时,该方法也可用于对任意形式光滑参考信号进行追踪.     

三维Duffing混沌系统的H~∞同步

研究了一个新型三维Duffing混沌系统的H∞同步问题,这个新型的Duffing混沌系统是从经典的Duffing混沌系统中引入一个状态变量而得到的.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,并结合Schur补定理,给出了这类混沌系统H∞同步的充分条件.数值仿真表明了本文所设计的H∞同步体制的有效性.     

滤波信号驱动的混沌同步方法

为了提高混沌信号在异地信息处理中的同步性能,研究了受滤波而产生的畸变信号驱动的混沌系统同步方法.该方法假设驱动接收系统的信号是由混沌发射信号通过滤波器产生,首先通过滤波信号的变换获取同步信号,然后采用驱动-响应同步或耦合同步技术实现混沌系统的同步.基于驱动-响应同步技术,阐述了使用滤波信号实现混沌系统同步理论;以Lorenz系统为例,研究了低通滤波驱动系统同步的性能.理论分析和模拟结果表明,所提出的方法是稳定的,可节省信号的传输带宽.     

耦合非线性振子的一些同步行为

本文以耦合Duffing振子为例研究了耦合非线性振子的一些动力学行为;研究表明,在不同的耦合强度情况下,出现不同的动力学特征.随着耦合强度的变化,耦合系统分别进入周期同步和混沌同步状态.     

基于 FPGA 的微弱信号检测与实现技术

研究了杜芬混沌振子(Duffing chaos oscillator)微弱信号检测算法及其现场可编程门阵列(field programmable gate arrays,FPGA)实现技术.根据杜芬系统在混沌和大周期2种状态下相图的明显区别,运用基于相图分割的信号检测方法,在FPGA上实现了杜芬混沌算法与系统状态判别方法的结合.根据并行运算与流水线原理,对杜芬方程的结构进行调整.采用递推数列的方法计算正弦值,以便节约存储空间.使用VHDL硬件语言设计了杜芬阵子系统中核心的四阶龙格库塔(fourth order Runge Kutta algorithm,RK4)模块和状态检测模块,在vivado集成开发环境下仿真验证了设计的正确性.通过改变策动力的频率,系统可以检测各种频率的微弱正弦信号.经判断,该系统可实现对与系统信号同频率信号的检测.     

单摆Duffing振子系统建模及其非线性特性数值仿真分析

从单摆问题引出Duffing方程问题,推出了关于Duffing振子的单摆运动方程.利用Matlab进行数值仿真模拟,分析了其运动中的分岔、Lyapunov指数和混沌等非线性特征.     

基于局域波和混沌的转子系统早期故障诊断

针对转子系统早期微弱故障诊断问题,提出了一种基于局域波分析和混沌相结合的故障诊断新方法.分析了Duffing混沌振子的混沌运动,说明混沌振子的非平衡相变对微弱信号的敏感性和对白噪声的免疫力.可以通过混沌振子由混沌运动到大周期运动的相变识别微弱信号的特征频率成分.由于实际检测信号为多分量信号,若直接输入Duffing振子达不到检测识别目的.为了消除其他成分的干扰,利用局域波分解,任何复杂的信号都可以分解为有限的并且具有不同的基本模式分量,每个分量是单一成分信号,实现了信噪分离.将局域波分量输入所设计的混沌振子,通过混沌振子系统行为由混沌状态变为大周期运动状态,表明检测信号中含有特征成分,实现了利用混沌振子对低信噪比微弱信号的检测识别.对转子系统早期不对中故障信号进行检测结果证明了方法的有效性.     

一类推广的软弹簧型Duffing方程的浑沌与次谐分枝

应用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法研究一类推广的软弹簧型Ｄｕｆｆｉｎｇ方程在弱周期参数激励下的动力学行为，给出系统出现浑沌、次谐分枝及超次谐分枝的某些充分条件，讨论了由有限次超次谐分枝导至浑沌的可能性。     

A new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise using Duffing oscillator

A detection scheme for line spectrum of ship-radiated noise is proposed using Duffing oscillator. The chaotic trajectory of Duffing oscillator is analyzed and the state equation of the system is improved to detect weak periodic signals in different frequencies. According to the simulation results, the phase transforms of Duffing oscillator are sensitive to periodic signals and immune to the random noise and the periodic interference signals which have larger angular frequency difference from the referential signal. By employing Lyapunov exponents in the field of detection as the criteria for chaos, the phase transforms of dynamic behaviors in quantity are successfully determined. Meanwhile, the threshold value in critical state has been evaluated more accurately. Based on the phase transforms of Duffing oscillator, a new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise is given. Three types of ship-radiated noise signals are analyzed and the values of line spectrum are acquired successfully by this method. The experimental results show that this method has high sensitivity and high resolution.     

基于Lyapunov指数Duffing混沌检测系统状态的判定

为解决Duffing混沌检测系统状态判定的准确性,克服直观相图判定法存在的不足,提出了采用Lyapunov指数定量地判定Duffing混沌检测系统状态的方法.在分析判定方法及Duffing系统中Lyapunov指数算法的基础上,进行了系统仿真和数据分析,结果验证了利用Lyapunov指数判定Duffing系统状态的可行性,从而能有效地应用于微弱信号检测,保证信号检测的可靠性.     

分数阶Duffing系统动态特性研究及微弱信号检测

为了进一步提高微弱信号的检测能力,在更低信噪比环境下提取微弱信号的特征信息,提出采用分数阶Duffing系统实现微弱周期信号检测。基于常规Duffing-Holmes数学模型 ,通过加入分数阶微分算子引入了分数阶Duffing方程数学模型,利用变量代换对该模型进行改进可实现任意频率的微弱周期信号检测。研究分析系统阻尼比参数变化对系统非线性动力学特性的影响,给出了最佳阻尼比参数范围;研究了微分阶次与系统临界混沌阈值变化关系,得出微分阶次与系统临界混沌阈值成反比关系的结论。分别在高斯白噪声及色噪声背景下对微弱信号进行检测与识别,大量仿真结果表明,分数阶Duffing系统检测微弱信号的最低信噪比门限值比整数阶Duffing系统降低了10 dB,提高了检测微弱信号能力。     

在空间分立点加时间周期信号控制时空混沌

以一维非线性漂移波方程为模型,讨论了其时空混沌运动的控制,研究表明,通过在空间分立点加上自然频率的时间周期信号,可以控制时空混沌运动,这种方法较之在连续空间加周期信号的方法,在有些系统中,实验上更容易实现。     

含平方项软弹簧Duffing方程的浑沌阈

把弱周期干扰力作用下的含平方项软弹簧Duffing方程作为受小摄动的Hamilton可积系统,给出了对应于由异宿轨道构成的异宿环的Melnikov函数,由此得到系统的浑沌阈。与以往的数值结果进行比较,误差较小,并列举产生误差的原因。