环链耦合非全同混沌激光器阵列中的同步

研究了由Lorenz-Haken方程所描述的混沌激光器阵列的动力学同步行为.通过对单向耦合环形激光器阵列系统Lyapunov指数谱的计算发现,环行阵列激光器间出现的间隙性位相同步、混沌位相同步、不等幅混沌旋转波、不等幅准周期旋转波、不等幅周期旋转波等各种不同动力学行为分别对应不同的Lyapunov指数谱.特别是出现了环链耦合系统的横向Lyapunov指数为负的不同耦合参数区域,在这些区域内,环上激光器的不同动力学波将在链上做空间周期性同步传输,且随着链上激光器数目的增加,不同步瞬态时间也随之增加.     

一类具有时变参数的混沌同步保密通信方法

针对混沌同步保密通信中由于同步实现导致参数敏感性下降,无法保证安全性的普遍问题,提出一类新的具有时变参数的混沌同步保密通信的理论方法,并证明了其同步稳定性.时变参数使混沌系统运动轨迹总体服从奇异吸引子,局部小范围作随机波动,混沌运动的复杂性显著提高,难以用参数估计方法破译.参数敏感度级数从1级提高到10级,使之有效抵御穷举法、基于相空间重构等方法的攻击.若采用主动-被动同步方式,同步误差为零.本方法适用于一类连续混沌系统.     

电光双稳混沌系统的广义同步和相位同步

采用差值信号驱动法研究电光双稳系统间的混沌同步, 并分析响应系统最大条件李指数、  混沌系统的混沌控制、 反控制及其规律. 结果表明, 在不同的驱动条件下, 电光双稳系统间可实现广义混沌同步.     

统一混沌系统的active control同步性研究

驱动响应同步、反馈同步和自适应同步是目前研究混沌同步的三种常用方法。但这三种方法对处理具有综合复杂性的系统(如统一混沌系统)有一定的局限性。本文采用active-control同步控制方法对统一混沌系统的同结构和异结构同步问题进行了研究,并用计算机进行了数值模拟。研究结果表明,active-control同步方法能使统一混沌系统达到同步,且其同构同步可以在计算机上模拟实现,即active-control同步控制方法对研究统一混沌这类具有综合复杂性的系统有效。     

参数驱动实现两个非耦合神经元完全同步与相位同步

讨论了利用外部混沌信号或神经元膜电压实现两个初始条件不同的非耦合Hindmarsh-Rose(HR)神经元的同步问题：利用外部混沌信号调制两个相同的非耦合HR神经元的某些参数，当刺激强度达到某一阈值时最大条件Lyapunov指数(LCLE)变负，两个系统可实现完全同步；利用混沌信号调制两个存在参数差的非耦合HR神经元的输入电流，当刺激强度达到某一阈值时两个系统的最大条件Lyapunov指数都变负，两个HR神经元将实现相位同步．此项研究从实验的角度为实现非耦合神经元同步提供了可行的方法，为今后研究更加复杂的神经元系统打下了一定的理论基础．     

分数阶广义混沌系统分析及有限时间同步

混沌是非线性动力系统中所特有的一种运动形式,将混沌系统抽象成数学模型并加以控制是探索混沌应用的主要形式,随着混沌系统研究的深入,分数阶系统逐渐从整数阶系统中脱颖而出,由此通过研究一类新的整数阶混沌系统,提出了相应的分数阶三维自治系统;通过系统的线性项判别,并根据分数阶Lyapunov稳定理论对于混沌系统中平衡点种类进行区分,发现该新分数阶系统产生的平衡点属于不稳定鞍点;对于该分数阶系统采用有限时间稳定理论,在驱动系统与响应系统中进行同步控制器的设计,通过数值仿真验证并绘制出有限时间同步关系曲线图验证了在短时间内实现混沌同步控制。     

共轭洛仑兹型混沌系统的同步控制方法

以共轭洛仑兹型系统为基础提出一种改进的同步控制方法,应用该方法,给出共轭洛仑兹型系统同步的一组充分条件及共轭洛仑兹型系统与洛仑兹型系统的异结构同步的数学模型,并用数值模拟来验证理论的正确性和有效性.数值模拟结果表明,状态变量的控制参数值越大,对应的状态变量同步所需时间越短;当控制参数的最小值增大时,系统同步时间就减短;当3个控制参数取相同值时,可以通过控制该参数值控制系统同步时间.     

基于U模型的混沌系统Super-Twisting同步控制研究

提出了一种基于U模型的混沌系统Super-Twisting同步控制方法,对混沌系统的混沌控制进行了描述,结合混沌系统的研究现状和非线性系统设计中的一些成果,提出了混沌控制与同步的一些新方法,设计出相应的控制器实现有限时间混沌同步控制。针对Lorenz系统和Chen系统进行了数值仿真,仿真结果证明了所给方法的有效性。     

复杂网络输出同步

状态同步是复杂网络中一个重要的研究方向.然而,现实系统的状态经常是观测不到的,有时仅一部分状态能达到同步就能满足需要,无需所有的状态同步.因此,提出带有输出的复杂网络的新模型,此模型是原复杂网络模型的扩展,然后根据输出矩阵为奇异和非奇异矩阵的两种情况进行研究,给出了输出达到同步的几个充分条件,研究了状态不同步输出同步的稳定性条件.并举例说明在不满足状态同步的情况下,可实现输出同步.研究结果表明,复杂网络输出同步是非常有意义的.     

整数阶混沌系统与分数阶半导体激光器系统的同步

为利用混沌同步提高通讯系统的安全性,以一个三维整数阶混沌系统作为驱动系统、分数阶半导体激光器系统作为响应系统,研究了二者之间的混沌同步.分析了2个系统的混沌行为,给出了不同相平面上系统的混沌吸引子;基于分数阶系统稳定性理论,为系统设计了合适的反馈同步控制器,实现了系统间的混沌同步;数值仿真验证了所设计控制器的有效性.     

基于Duffing振子的弱信号初始相位同步算法

针对传统混沌相位同步方法复杂度高,预警准确率低的问题,提出了一种基于耦合振子的混沌同步算法。首先给出了混沌相位同步模型及双耦合振子检测方程;其次,对耦合混沌模型的非线性动力学特性进行了深入分析,并对系统模型的抗噪性和稳定性进行了分析;最后,采用基于电力载波信号的仿真实验证明了算法的有效性。     

具有混沌的复杂系统的同步控制

讨论具有混沌的复杂系统的同步控制,利用一种简单的反馈控制器得到具体实现,其结果是全局性的,利用微分不等式和李雅普诺夫直接方法给出严格的证明,去掉了原有的工作对初始条件及目标轨道所加的不必要的限制,并应用于Ｌｏｒｅｎｚ系统实现混沌同步化。     

Habitat structure and population persistence in an experimental community

Understanding spatial population dynamics is fundamental for many questions in ecology and conservation. Many theoretical mechanisms have been proposed whereby spatial structure can promote population persistence, in particular for exploiter-victim systems (host-parasite/pathogen, predator-prey) whose interactions are inherently oscillatory and therefore prone to extinction of local populations. Experiments have confirmed that spatial structure can extend persistence, but it has rarely been possible to identify the specific mechanisms involved. Here we use a model-based approach to identify the effects of spatial population processes in experimental systems of bean plants (Phaseolus lunatus), herbivorous mites (Tetranychus urticae) and predatory mites (Phytoseiulus persimilis). On isolated plants, and in a spatially undivided experimental system of 90 plants, prey and predator populations collapsed; however, introducing habitat structure allowed long-term persistence. Using mechanistic models, we determine that spatial population structure did not contribute to persistence, and spatially explicit models are not needed. Rather, habitat structure reduced the success of predators at locating prey outbreaks, allowing between-plant asynchrony of local population cycles due to random colonization events.     

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．     

基于同步方法的观测器设计

 基于ODE系统的混沌同步方法,用惯性流形方法和自适应控制方法研究观测器的设计。对于参数确定系统,构造的观测器是全局的,初值可以任意选取,而且所得结果对于初值敏感的混沌系统依然适用;对于参数未知系统,构造的观测器只是局部的。作为示例,为蔡氏电路(Chua's Circuit)和未知参数的Lorenz系统分别设计了观测器,并进行了模拟和仿真验证。     

基于脉冲控制理论的时滞混沌系统同步技术研究进展

基于脉冲控制理论的时滞混沌系统同步的保密通信方案具有更高的保密性、更大的信息处理能力和存储容量,具有更强的鲁棒性等优点,应用的前景巨大。深入分析了理想环境和复杂环境下时滞混沌系统脉冲同步控制技术的研究现状,指出了其目前存在的问题和发展趋势。     

Adaptation varies through space and time in a coevolving host-parasitoid interaction

One of the central challenges of evolutionary biology is to understand how coevolution organizes biodiversity over complex geographic landscapes. Most species are collections of genetically differentiated populations, and these populations have the potential to become adapted to their local environments in different ways. The geographic mosaic theory of coevolution incorporates this idea by proposing that spatial variation in natural selection and gene flow across a landscape can shape local coevolutionary dynamics. These effects may be particularly strong when populations differ across productivity gradients, where gene flow will often be asymmetric among populations. Conclusive empirical tests of this theory have been particularly difficult to perform because they require knowledge of patterns of gene flow, historical population relationships and local selection pressures. We have tested these predictions empirically using a model community of bacteria and bacteriophage (viral parasitoids of bacteria). We show that gene flow across a spatially structured landscape alters coevolution of parasitoids and their hosts and that the resulting patterns of adaptation can fluctuate in both space and time.     

分数阶Bao混沌系统的同步控制及加密仿真

采用Adomian分解法从分数阶Bao系统的分岔图和最大Lyapunov指数（MLE）2方面对系统进行数值仿真分析,研究了该系统复杂的动力学特性.根据稳定性定理设计了基于分数阶Bao混沌系统的同步控制器,并将该同步控制器应用于分数阶混沌保密系统,仿真实验验证了所提同步方法的有效性,以及相应混沌保密通信策略的可实现性.     

一类时滞Ikeda混沌系统的自适应同步研究

针对一类具有时滞的Ikeda混沌系统,研究了其自适应同步问题.所讨论的驱动和响应系统的结构不同,参数不同且部分参数未知.根据Lyapunov稳定理论及Barbalat引理,给出了自适应控制器的设计方法及参数自适应律的解析表达式.所设计的控制器实用有效,易于实现,能够使具有时滞的两个不同结构的Ikeda混沌系统渐近同步.该方法不仅适用于时滞Ikeda混沌系统,也适用于任何状态有界的连续时间时滞混沌系统的同步问题.仿真示例验证了该方法的有效性.     

一类拓扑不等价混沌系统的同步

利用非线性系统混沌同步理论,研究了一类拓扑不等价混沌系统之间的广义混沌同步。对一类拓扑不等价混沌系统,通过设计一个合适标量控制器,可以实现不同混沌系统之间的广义同步。给出了从混沌系统得到该标量控制器设计的一般方法,并利用严格数学理论得到了广义同步的充分必要争件,并论证了该充分和必要条件与混沌系统的性质无关。