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.     

单变量驱动参数摄动混沌同步方法

基于参数摄动混沌同步条件,结合反馈控制和自适应控制方法,提出了一种系统参数摄动的单变量驱动混沌同步的新方法。 该方法无需参数辨识且无需知道全部驱动变量即可实现混沌同步,从而大大减少了混沌同步的约束条件。以Lorenz系统族作为研究对象,分析了系统达到同步时的充分条件,并通过理论加以证明。将该方法应用于统一混沌系统,数值仿真表明了该方法的有效性与可行性。     

滑模控制的多混沌系统组合函数投影同步

将函数投影同步和组合同步方法相结合,研究了两个混沌驱动系统和多个混沌响应系统之间的组合函数投影同步问题。基于李雅普诺夫稳定性定理和滑模控制方法,设计了相应的滑模面和控制器,通过设计切换面和控制律,使误差系统的运动轨迹沿滑模面滑动并最终趋于稳定。该组合同步方式中,混沌驱动系统和混沌响应系统可以扩展为3个或者多个混沌系统,同步方式具有一定的通用性。控制器的设计考虑了外部干扰和抖振的影响,具有一定的鲁棒性。数值仿真结果表明:驱动系统与响应系统按照函数比例因子m(t)实现同步,同步误差e收敛于0,验证了该设计方法的可行性和正确性。     

异结构超混沌系统的同步及电路实现

 为了实现两个不同结构超混沌系统间的同步，采用自适应反馈同步的方法，构建了混沌同步控制器。在控制器的作用下，驱动系统和响应系统可以实现同步。通过对广义Lorenz系统与超混沌Lü系统的同步进行数值仿真和电路实现，证实了自适应反馈法可以实现不同结构超混沌系统间的同步。该方法不仅有效、可靠，而且对于具体的误差，系统可通过调整控制器的参数来实现同步，具有稳健、易于实现等优点。     

超混沌系统的混沌同步

利用主动－被动分拆同步方法通过一个一维驱动信号实现了超混沌ＬＣ振荡电路系统混沌同步,从理论上给予了论证,并在数值实验上探讨了其在通讯中的另外,联合ＡＰＤ方法和自适应控制混的方法实现了超混沌Ｒｏｅｓｓｌｏｒ系统的精确同步。该方法对参数不匹配具有鲁棒性。     

一类混沌系统的同步脉冲控制

基于脉冲微分方程的稳定理论,针对一类混沌系统,提出了一种脉冲控制同步的方法·该方法仅采用驱动系统与响应系统状态变量的线性误差反馈作为脉冲控制信号,实现了两个混沌系统的全局渐近同步·给出了两个混沌系统实现全局渐近同步的判据·当采用相同的脉冲控制矩阵和相等的脉冲间隔时,两个混沌系统实现全局渐近同步的判据可以被简化·该方法适用于一大类混沌系统的同步控制·以Lorenz混沌系统为例,进行了控制器的设计·所设计的控制器结构简单,易于实现,收敛速度快·理论分析和数值仿真结果证明了该方法的有效性·     

含有双曲函数非线性项的超混沌系统及其同步

提出了一个新的自治超混沌系统,该超混沌系统的非线性特征主要依赖于一个非线性二次双曲余弦项和一个非线性二次交叉项.对系统的基本动力学特性进行了数值模拟和理论分析.研究了实现此超混沌系统同步的一种方法,实现了2个异结构混沌系统的渐进性和全局性同步,而且在同步过程中并未删除驱动系统的非线性项.数值模拟验证了该方法的有效性和可行性.     

基于鲁棒自适应观测器设计的不确定混沌系统同步

在驱动-响应配置下,本文研究了基于鲁棒自适应观测器的不确定性混沌系统的同步。尽管在驱动系统中存在很多未知的扰动和参数,但是一个鲁棒的自适应观测器仍然可以作为响应系统实现混沌同步。数字仿真表明了该方法的有效性和实用性。     

不同混沌系统的自适应混合投影同步

当驱动系统和响应系统的参数未知和不确定时,研究不同混沌系统的混合投影同步. 基于Lyapunov稳定性理论,采用自适应控制方法,实现了两个不同混沌系统的混合投影同步. 把该方法应用到L系统和Lorenz系统的混合投影同步,仿真结果表明该方法的有效性.     

多混沌系统自适应组合函数投影同步

将组合同步和函数投影同步相结合,研究了由3个混沌驱动系统和2个混沌响应系统组成的驱动—响应系统的组合函数投影同步问题.首先给出组合函数投影同步的定义,将驱动—响应系统的同步问题转化为误差系统零解的稳定性问题;然后基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,设计了非线性反馈同步控制器及参数自适应律,使得混沌驱动—响应系统按照相应的函数尺度因子矩阵实现同步;最后以Lorenz混沌系统、Chen混沌系统、Lü混沌系统作为驱动系统,以Tesi混沌系统、R?ssler混沌系统作为响应系统,通过数值仿真验证了该同步控制方案的有效性.     

局域速率反馈方法同步时空混沌

在一维的复Ginzburg-Landau方程(CGLE)系统中,提出了时空混沌同步的一种广义反馈方法,称为变量速率反馈方法。研究了利用单个速率反馈信号同步时空混沌的可能性。研究结果表明,选取较大的偏流强度和反馈强度可以使响应系统与驱动系统之间获得较好的混沌同步,并通过数值计算确定出同步参数空间。     

异结构超混沌系统的完全同步与反相同步控制

基于Lyapunov稳定性理论和非线性动力学理论,构造出相应的非线性控制器,实现了三维混沌系统与四维超混沌系统之间异结构完全同步与反相同步控制,并对上述2类同步给出了严格的数学证明。以一个新型三维自治系统为例,引入状态反馈变量,构造了一个新的超混沌系统,研究了不同维数混沌系统之间的异结构完全同步与反相同步问题。最后,借助于Runge-Kutta算法进行数值仿真,通过对误差系统的误差进行分析,得到驱动系统和响应系统状态变量误差能在短时间内快速趋于零,表明理论推导的正确性和所提出方案的有效性。     

基于光纤链路的高精度时间频率传输与同步

 在清华大学与中国计量科学研究院之间往返80 km 的商用光纤链路上进行了时间频率同时传输与同步实验.采用时间频率同时传输与同步的方法,获得了7×10^-15/s,5×10^-19/d 的频率传输稳定度结果;通过在发射端主动探测并补偿时间脉冲信号在光纤中传输的时间延迟,实现了±50 ps 的时间同步稳定度指标.鉴于目前基于光纤链路的频率传输方案均受限于点对点传输的问题,设计并完成了可多点下载的频率接收系统,使时间频率传输与同步网络的建设成为可能.     

四维超混沌LC振子的同步研究

采用误差变量的线性组合对超混沌系统进行单向反馈控制，解析地证明了实现同步的可能性，从Lyapunov理论角度分析了对四维超混沌LC振子采用单变量单向耦合的可行性，求出同步所需控制器要满足的条件，当驱动系统参数做周期变化时，应用文中的控制器很好地实现了两个超混沌系统的同步．     

一类不确定混沌系统的同步控制

针对一类含外部扰动的混沌系统,利用伺服补偿器和变结构控制,提出了一个新的混沌同步控制策略.该方法不仅能使驱动系统和响应系统在外部扰动存在情况下也能实现完全同步,而且能有效抑制滑动模态的抖振.受扰Lorenz系统仿真结果验证了所提方法的有效性.     

利用单向驱动非线性耦合Duffing振子检测微弱信号

针对单个Duffing振子检测微弱信号时相变判别计算量大、时间长、不易把握等问题,建立了一个单向驱动非线性耦合Duffing振子系统,根据横向Lyapunov指数分析了系统在混沌态到大尺度周期态时振子间运动轨迹的同步演化特性,提出了利用同步误差来判别相变的新方法。实验仿真表明,在强噪声背景下该耦合系统仍能够正确快速地检测出微弱信号。     

基于滑模神经网络控制的混沌同步及应用

本文基于滑模控制技术及径向基函数神经网络(RBF),研究了统一混沌系统的同步问题。设计出一个简单单维控制器,将该制器用于初值不同的统一混沌系统同步控制中,实现了统一混沌系统的同步,在Simulink中编写模块搭建混沌同步仿真系统,验证本文方法的有效性,最后将此方法用于混沌保密通信中,利用混沌信号掩盖实际要传输的信号,在接收端,由同步的混沌系统分离出实际传输的信号,成功地实现了信号的加密和还原。     

基于被动时间反转的差分循环移位扩频水声通信

针对在时变的水声信道中系统的精确同步十分困难,而传统循环移位扩频系统在没有精确同步的条件下,很难准确判决的问题,提出一种差分循环移位扩频水声通信方法.该方法采用差分方式调制,能够在系统粗同步的条件下准确解调信息;在接收端采用被动时间反转方法解调,抑制多径效应产生的影响,并降低系统的复杂度.湖上试验结果表明:所提方法在1.8km的通信距离下实现无误传输;对试验数据附加噪声和同步误差处理后,在信噪比为-8dB、同步误差为5/4移位单元情况下的误码率达到10-5.