蔡氏电路及蔡氏振荡器中非线性电阻实现的研究

作为一类能产生混沌行为的最简单自治电路 ,蔡氏电路及蔡氏振荡器广泛应用于混沌现象在非线性电路理论的研究当中。该类电路中仅含有一个二端非线性电阻 ,该电阻的实现成为研究电路中的混沌现象极为重要的一个方面。本文给出了用于演示蔡氏电路及蔡氏电路族中的混沌现象的几种非线性电阻的实现 ,并对其中的一种给出了较为详细的参数分析     

忆阻蔡氏对偶混沌电路分析

提出了用分段单调荷控忆阻器代替对偶蔡氏混沌电路中的非线性电阻,构造出基于忆阻器的对偶蔡氏混沌电路。对该忆阻蔡氏对偶混沌电路的理论推导、稳定性、Lyapunov 指数和数值仿真等动力学特性进行了分析。研究结果表明：该系统为双涡卷混沌吸引子,该忆阻蔡氏对偶混沌电路的动力学特征对初值敏感异于普通混沌电路。     

时变信道通信中的多级蔡氏混沌同步

提出了一种适合于时变信道增益的单耦合蔡氏电路多级混沌通信方法，该方法把信道增益的变化归结为在信道中存在一等效时变电阻，并将该电阻作为同步蔡氏电路的耦合电阻。在接收端，通过信道上的电流判断收发系统是否达到混沌同步。理论分析和模拟结果表明单耦合蔡氏电路在时变信道增益时仍然可以实现混沌同步，在此基础上利用参数调制实现时变信道增益时的多级混沌同步通信。     

四阶变型蔡氏电路的混沌同步及其保密通信

在蔡氏电路的基础上,提出了一种四阶变型蔡氏电路。首先通过数值分析模拟了此电路的混沌特性,然后用驱动一响应法控制其实现了混沌同步,最后仿真实现了它在保密通信中的应用。模拟结果表明,此电路与蔡氏电路相比具有以下优点：(1)此电路可以产生比蔡氏电路更加复杂的混沌行为,保持蔡氏电路部分参数不变,仅改变添加的电阻或电容值就能得到各种不同的混沌状态;(2)此电路比蔡氏电路更易实现混沌的控制和同步;(3)此电路是四维的,比蔡氏电路多一维,因而通信的保密性更强。     

一类参数不确定混沌系统的反同步

以Lyapunvo稳定性理论为基础,研究一类参数不确定混沌系统的反同步问题．通过自适应控制方法,设计出线性控制器及参数自适应律,得到了一类参数不确定混沌系统完成反同步所需要满足的条件．通过定理证明了设计出的控制器和参数自适应律能够使得参数不确定混沌系统实现反同步．同时,将该方法运用到一类特殊的混沌系统一蔡氏电路,得出了蔡氏电路实现反同步所应选取的控制器和参数自适应律．最后,利用对蔡氏电路混沌系统的数值仿真模拟表明这种方法的有效性．     

基于改进蔡氏电路的通信安全系统的设计

通信安全是混沌理论最有前景的重要应用之一。为提高系统的安全性能,本文利用多组耦合蔡氏电路设计了一套通信安全系统。首先,基于经典蔡氏电路及其常规改进方法提出了一种新的改进方法,该方法将原电路中电容电压信号作乘法运算后,与原信号一同构成扩展信号,实现经典蔡氏电路的维数扩展。对所提改进电路的理论分析和基于Matlab/Simulink及Multisim的仿真研究表明:该改进蔡氏电路完整保留了蔡氏电路的特性,扩展信号具有更加丰富的混沌现象,可以观测到一个新的四翅蝴蝶吸引子;部分变量桥式耦合技术可以实现对改进电路的良好控制;其次,利用改进电路构成的多组耦合电路合成通信安全系统加密及解密信号,以此掩盖信息实现信息的安全传输,其中加密信号的运算方式相当于系统的二次加密,提高了系统的保密性能;利用一个15 m V的锯齿信号对本文所设计的系统进行测试,结果表明:所设计的系统的传输误差仅为0.5%,本系统具有良好的系统安全性能、灵活性及可扩展性。该改进蔡氏电路通信安全系统的设计原理可以作为利用DSP、集成电路等实现类似通信安全系统的基础,具有极大的深入研究价值。     

一类混沌系统耦合同步的充分条件及其应用

针对一类非线性项满足Lipschitz条件的混沌系统,利用Lyapunov定理研究了耦合混沌系统的同步问题,提出了耦合混沌系统同步的一个充分条件。利用线性矩阵不等式(LMI)方法和Gerschgorin定理,给出了该混沌同步条件的LMI形式和代数不等式形式。将结果应用于蔡氏电路,证明了其正确性。     

电流型变参数蔡氏电路

提出了一种电流型变参数的蔡氏电路．首先用ＯＴＡ（电流型跨导运算放大器）实现了仿真接地电感和分段线性电阻的综合．之后，用ＯＴＡ综合了电流型变参数蔡氏电路，并计算了该电路的Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数，做出了功率谱及Ｐｏｉｎｃａｒｅ截面图．最后，通过实验探讨了系统进入混沌的道路．     

独立混沌驱动法识别网络耦合参数

文章设计了一个参数自适应反馈控制方案,可使得耦合网络与独立的混沌系统渐近地达到同步,该方案以独立混沌系统为驱动系统,克服了以耦合网络为驱动系统而可能存在的状态线性相关性,从而识别出耦合混沌系统的耦合参数,耦合Chua电路的数值仿真进一步表明了该方法的有效性.     

一类具有吸引子共存新混沌系统的动力学分析、电路仿真及应用

构造了一类新的具有吸引子共存的三维连续自治混沌系统,该系统仅有1个线性项.对系统的平衡点的稳定性进行了分析,并利用0-1测试、分岔图与Lyapunov指数分析了系统参数对该系统动力学行为的影响.同时运用Multisim软件仿真了该系统的混沌电路.结论证实了数值仿真与电路结果的一致性,最后,将此混沌系统用于物理混沌加密和高级加密标准加密级联的混合图像加密算法,从而进一步揭示了混沌系统的复杂特性.     

基于混沌系统的数字图像加密及仿真

混沌系统有着复杂的动力学行为,采用复杂的8-涡卷蔡氏混沌系统,利用它的混沌特性,在驱动响应式同步的基础上,加入信号后再形成一个闭环和反馈,使驱动系统和响应系统达到同步的目的,以实现对数字图像的加密与解密.最后通过采用Matlab仿真软件,编写相应的加解密程序,给出了仿真的效果图.     

蔡氏电路的SPICE宏模型及其应用

提出一个适于SPICE仿真的蔡氏电路的宏模型,利用该模型,分析了蔡氏电路的混沌及混沌同步现象．相对于实际实现电路仿真,宏模型仿真快速、准确．另外．文中还说明应用SPICE可以仿真混沌同步系统．     

混沌电路及其频率特性的仿真研究

混沌电路是一种非线性电路,具有宽频谱特性,但在实际通信应用中,通信信道的带宽有一定限制,如何调节混沌电路的频谱范围成为混沌电路实际应用的一个问题.以蔡氏混沌电路为例,利用EWB软件分析蔡氏混沌电路产生的混沌信号及其频率特性,通过对蔡氏混沌电路中元器件R、L、C参数的调整,可以获得具有期望频谱范围的混沌信号.通过改进型蔡氏电路的仿真来研究其特性,最后在蔡氏电路的基础上简单讨论了蔡氏电路在保密通信中的应用.     

混沌线性广义同步新方法

两个混沌系统的广义同步是混沌全同步的一种推广。基于线性变换方法 ,研究混沌线性广义同步问题 ,提出了混沌线性广义同步新方法 ,该方法可以任意配置广义同步速度 ;给出了广义同步存在的条件 ;研究了两个蔡氏电路的广义同步     

基于磁控忆阻器的混沌振荡器研究

本文提出了磁控忆阻器的一种等效电路,该电路和理论上的忆阻器具有相同的电路特性.此外,本文还使用该磁控忆阻器和一个负电导代替蔡氏混沌振荡器中的蔡氏二极管,并产生双涡卷混沌吸引子.仿真和实验验证了该方法的可行性.     

一个典型混沌电路的实验与分析

对一个典型的蔡氏混沌电路进行实验，利用混沌实验仪产生混沌现象，通过示波器观察到了单、双涡卷吸引子等现象．对各种现象进行分析与说明，并利用混沌实验仪测量了非线性电阻上电压与电流的关系．结果表明，I-V特性曲线与已知的有源非线性电阻一致．     

一类n涡卷混沌发生器

在变型蔡氏电路的基础上,对一类n涡卷混沌信号发生器进行深入研究,分析该蔡氏电路里非线性部分的分段线性特性,将3段分段特性扩展到多段分段特性,建立系统的数学模型并做出仿真。仿真结果达到了预期产生n涡卷混沌信号的目的;得出分段特性的平衡点随涡卷数目变化的规律;总结产生n涡卷吸引子的通用定理并进行了讨论,证实将3段分段特性扩展到多段分段特性从而获得n涡卷混沌信号的方法是可行的。     

一种特性可控的磁控电阻器件模型

本文提出了一种新的半导体磁电转换器件模型并提供了模拟实验结果。该模型将半导体中霍尔效应与耗尽型绝缘栅场效应管漏极特性中的线性电阻工作区特性溶合在一起,从而构成了一种特性可控的半导体磁电转换器件——磁控电阻。     

分数阶混沌系统的同步研究及电路实现

在整数阶混沌系统的基础上,构建了一个新的分数阶混沌系统.该混沌系统比已有系统模型动力学特性更复杂、无序且相图不具有对称性.用波特图频域近似法设计实现了该2.7阶混沌系统电路,结果验证了系统的正确性和有效性.采用线性反馈同步方法,用电子电路实现了两个分数阶混沌系统的同步,并设计了分数阶混沌保密通信电路,对传输信号进行加密,结果证明了保密通信电路的有效性,为混沌保密通信研究提供了新的思路.     

基于电流传输器的多涡卷混沌电路的设计

在蔡氏电路的基础上,利用分段线性函数法设计了基于电流传输器的多涡卷混沌电路,该电路设计简单、参数少、工作频率高。PSPICE软件仿真结果表明,本文设计的多涡卷混沌电路容易起振,所得涡卷的大小相等,很好地解决了蔡氏电路只适用于低频通信的问题。另外,给出了多涡卷电路参数计算的一般公式。