Qi型统-超混沌系统的特性分析与实现

参照Qi型混沌系统的构建模式,利用拓展系统维数和线性反馈的方法,构建Qi型统一超混沌系统,通过分析系统平衡点的性质、Lyapunov指数谱、分岔图和分形维数等动力学特性,确定了系统参数的变化范围,数值分析表明随着系统参数的变化,Qi型统一超混沌系统包含3个子系统(广义超混沌Lorenz系统、超混沌L(u)系统和广义超混沌Chen系统).与现有的超混沌系统比较,Qi型统一超混沌系统具有更大的最大Lyapunov指数.用数字信号处理( DSP)芯片对几个典型的Qi型统一超混沌系统进行硬件实现,     

一个新的超混沌系统

构造了一个新的四维超混沌系统,用数值模拟的方法研究了该系统的超混沌吸引子的相图、系统的分岔图、Lyapunov指数谱图和Lyapunov维数等.分析结果表明,新的四维系统当参数满足一定条件时,具有两个正的Lyapunov指数,是一个超混沌系统,随着新引入的参数变化呈现出丰富的动力学行为.     

一个新超混沌系统

为产生复杂的超混沌吸引子,基于一个3维混沌系统构造了一个新的4维超混沌系统,用非线性动力学分析方法研究了该系统吸引子的相图、时间响应、功率谱、系统的分岔图、Lyapunov指数谱图和Lyapunov维数等.分析结果表明,新的4维系统当参数满足一定条件时,具有2个正的Lyapunov指数,是一个新超混沌系统,随着新引入的参数变化呈现周期、复杂周期、拟周期、混沌及超混沌等复杂的动力学行为.     

一个新的超混沌系统分析与FPGA实现

针对现有超混沌系统的最大Lyapunov指数较小的问题,在三阶Qi系统的基础上,提出了一个具有2个较大的正的Lyapunov指数和较大参数范围的新的超混沌系统,分析了该系统的平衡点及稳定性、Lyapunov指数谱和分形维数、超混沌吸引子的相图等特性,并利用电子设计自动化(electronic design automatic,EDA)技术,借助于计算机的软件现场可编程门阵列 (field programmable gate array,FPGA)平台实现了该系统,实验结果与仿真结果完全一致。     

一个大Lyapunov指数四维超混沌系统分析及同步

在一个三维混沌系统的基础上构造了一个有大Lyapunov指数的四维超混沌系统,分析了该系统的耗散性和平衡点的稳定性。在所有系统参数中,改变某个参数而固定其余参数,依次计算和分析了系统各个参数的变化对系统Lyapunov指数谱的影响,从Lyapunov指数谱随各参数的变化判断系统作混沌运动和超混沌运动的参数变化区间。然后用相图研究了系统随系统参数变化时的运动规律。最后设计了一种线性反馈控制器实现了该超混沌系统的混沌同步,结果表明该方法正确有效。该系统在混沌和超混沌运动参数区间表现出的混沌和超混沌特性可以给基于混沌和超混沌理论的工程应用提供更多选择。所得结果为该超混沌系统在混沌保密通信中的应用提供了理论参考。     

一个新4维超混沌系统的行为特性及其同步

提出了一个新的4维超混沌系统, 并对该系统的基本动力学特性进行了深入研究, 得到系统的Lyapunov维数, 给出了系统的时域图、相图、最大Lyapunov指数谱及其分岔图, 并用非线性反馈控制方法实现了该超混沌系统的同步. 根据系统的稳定性理论, 得到了非线性反馈控制器的结构和系统达到混沌同步时反馈控制增益的取值范围, 数值模拟结果验证了该方法的正确性.     

三维类Lorenz混沌系统的变形与超混沌实现

在三维类Lorenz混沌系统的基础上增加一维状态和两个参数,构建了一个新的四维超混沌系统。利用非线性动力学分析方法简要分析了该系统平衡点的稳定性、超混沌吸引子的相图、分岔图、Lyapunov指数谱和Lyapunov维数等基本动力学特性。结果发现新的四维系统随着新引入的两个参数(p和m,pu为非线性控制器,u的变化率u=mx)变化分别呈现周期、拟周期、混沌及超沌混动力学行为,动力学行为相同,但随m的变化范围较大。     

一个新四维超混沌系统及其混沌同步

在一个新三维混沌系统的基础上增加一维状态,提出了一个新的四维自治超混沌系统,分析了系统的超混沌吸引子相图、平衡点的性质、Lyapunov指数和分形维数等非线性动力学特性．基于线性系统的稳定性分析准则,通过对系统线性项和非线性项的适当分离,构造了混沌同步系统,实现了该同步系统与新超混沌系统的完全同步．Matlab数值仿真结果表明,所设计的同步系统能有效地实现混沌同步．     

一种新六维超混沌系统及其电路实现

通过Duffing混沌系统和lorenz混沌系统的结合,产生了一个新的结构复杂、多参数的六维超混沌系统,对系统中7个参数的Lyapunov指数仿真实验显示此超混沌系统具有强混沌特征。分析了该新超混沌系统的相空间结构图、Lyapunov指数图、Poincare映射、功率谱以及时域等特性,设计了该新混沌系统的电路实现和仿真实验,理论分析和实验结果证实了该系统属于一种新的超混沌系统。     

一个双参数恒Lyapunov指数的超混沌系统及电路仿真

提出了一个四维自治超混沌系统,该系统含有两个参数.分析表明,随着参数的变化该系统呈现周期、伪周期、混沌和超混沌运动.在一定参数范围内,超混沌系统的4个Lyapunov指数保持恒定,不随参数的改变而改变.而且系统的两个正的Lyapunov指数都比较大,尤其是第2个Lyapunov指数较已有的超混沌系统都要大,因此,该系统具有更显著的超混沌特征.最后,设计了模拟电路,电路实验结果表明,在电路中分别呈现的周期、伪周期、混沌和超混沌特性与数值仿真完全一致.     

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.     

一个新四维光滑四翼超混沌系统及电路实现

利用非线性状态反馈控制法,提出了一个新的具有较大正Lyapunov指数的四维光滑自治超混沌系统。该系统具有大范围的四翼超混沌区域。讨论了系统平衡点的稳定性。通过Lyapunov指数、分岔图及Poincaré截面分析了系统的动力学行为,并用相图展示了四翼混沌吸引子和几种不同形状的四翼超混沌吸引子。随着参数的不同,该系统还可以历经拟周期和周期状态。最后给出了典型超混沌吸引子的电路实现。     

一个新超混沌系统及其EWB电路仿真

基于三维Lü混沌系统,提出了一个新超混沌系统,并对该超混沌系统的混沌吸引子、平衡点稳定性、Lya-punov指数谱、分岔图、Poincaré映射等基本动力学行为进行了深入分析.利用电路仿真软件(electronic workbench,EWB)对该超混沌系统的振荡电路进行了相图仿真,仿真结果表明,EWB仿真的混沌吸引子与计算机数值仿真的混沌吸引子是一致的.数值实验分析结果表明,借助该超混沌系统在参数较大范围内变化仍保持超混沌状态的特性,对解决基于超混沌的信号加密与安全通信这一实际问题具有较大的应用价值.     

超混沌Lü系统的反馈控制

针对动力学行为更丰富更复杂的超混沌系统的控制问题,研究了最新提出的超混沌Lü系统的反馈控制问题,设计了一种线性反馈控制LFC(linear feedback control)和一种微分反馈控制DFC(differential feedback control)方法.用稳定性理论对反馈控制超混沌Lü系统的可控性和稳定性进行理论分析,理论分析和数值仿真都表明受控超混沌Lü系统可稳定地收敛到平衡点.采用文中的微分反馈控制DFC,通过调节控制增益,可以发现超混沌Lü系统不同的不稳定周期轨道UPO(unstable periodic orbit),并控制超混沌Lü系统到不同的不稳定周期轨道UPO.     

基于FPGA的一个超混沌系统设计与电路实现

提出了一种基于FPGA新的实现超混沌系统的方法,利用Matlab／Simulink 中的DSP Builder工具箱设计了一个电路模型,仿真成功后,把模型文件转换成VHDL代码程序,对VHDL语言代码进行编译、仿真、配置后,用Quartus II下载到FPGA硬件电路中.结果表明新方法简单方便且能有效地产生超混沌吸引子.实验结果与仿真结果完全一致.     

一个新超混沌系统的自适应控制与同步

研究只有一个平衡点的新超混沌系统的自适应控制与自适用同步问题.首先在假设参数完全未知的情况下,设计了一个非线性控制器,提出了相应的系统参数的自适应律,将系统控制到不稳定的平衡点.其次讨论了该超混沌系统与其自身的单向耦合同步,并提出了一种非线性耦合同步方案,找到了相应的系统参数的自适应律,使得驱动系统与响应系统达到全局完全同步.用Lyapunov函数法从理论上证明了结论的正确性,还用Matlab作了数值模拟,模拟结果表明设计是可行的.     

基于改进观测器的分数阶超混沌Chen系统广义同步

基于分数阶微积分的预估-校正算法,研究了分数阶超混沌Chen系统,并进行了数值仿真.仿真结果表明,分数阶超混沌Chen系统存在超混沌的最低阶数为 3.8 阶.根据分数阶稳定性理论,设计了一种改进的状态观测器,利用解析的方法求得广义同步的响应系统,从理论上证明了广义同步方法的可行性.最后,利用该同步方法实现了 3.8 阶超混沌Chen系统的广义同步,数值仿真结果证实了它的有效性.