幾類多渦卷混沌系統(tǒng)設計與電路實現(xiàn)研究.pdf

1、混沌及其應用是近年來在非線性電路與系統(tǒng)中一個熱門研究領域，有眾多研究混沌的專家、學者提出了多種產(chǎn)生混沌信號的新模型和硬件實現(xiàn)的新方法、新技術。 然而產(chǎn)生混沌吸引子的非線性函數(shù)主要由分段線性函數(shù)、鋸齒波、三角波、指數(shù)函數(shù)、多項式等，它們能在CHUA電路、JERK電路等電路中產(chǎn)生多種混沌吸引子。但是由于人們提出的能產(chǎn)生多渦卷混沌吸引子在單方向和類型上是很有限的。因此，在利用多項式產(chǎn)生一種三渦卷混沌系統(tǒng)的理論分析基礎上，通過改造混沌系

2、統(tǒng)的狀態(tài)方程和非線性函數(shù)，提出了一種基于正弦函數(shù)的變形CHUA混沌狀態(tài)方程，通過對新方程的李氏指數(shù)、分叉圖和平衡點的分析初步論證了該系統(tǒng)的混沌特性，并在此基礎上，提出了用倍角余弦的方式，為單方向?qū)崿F(xiàn)大數(shù)量的混沌渦卷數(shù)提供了實現(xiàn)基礎，鑒于國際上基本采用電容、電感、電阻以及常用的非線性器件等來實現(xiàn)混沌電路，雖然電路設計簡單，但存在參數(shù)調(diào)整不獨立，不具有通用性的特點，而本文通過反相加法器、反相積分器、反相器和實現(xiàn)正弦運算的非線性器件AD639

3、，采用模塊化的設計方法構成混沌電路，同樣產(chǎn)生了多渦卷混沌吸引子，文中給出了新系統(tǒng)的電路設計及其硬件實現(xiàn)的結(jié)果。通過修改輸入量x，x+βz，z可以得到三類不同折疊狀混沌吸引子相圖，同樣也給出了相應的硬件實驗結(jié)果。 同時，還研究了三階JERK電路的實現(xiàn)新方法，根據(jù)非線性函數(shù)為階梯波函數(shù)的特點，改變了通常利用運算放大器來實現(xiàn)符號函數(shù)、階梯波函數(shù)等非線性函數(shù)。提出了利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器、門電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器來構造三階梯波函數(shù)、五階梯波函數(shù)，將其

4、嵌入到由運算放大器、電容、精密可調(diào)電阻構成的線性系統(tǒng)中去。這種數(shù)模結(jié)合的方法，可提供一種基于混沌信號的偽隨機序列，同時也產(chǎn)生連續(xù)變化的混沌信號，在論文中將詳細闡述符號函數(shù)、階梯波函數(shù)的構造方法，并給出了EWB硬件仿真三階JERK電路單方向和多方向網(wǎng)格狀混沌吸引子相圖的結(jié)果。 利用A/D，D/A轉(zhuǎn)換器、門電路和運算放大器，采用數(shù)模結(jié)合的方法構成的混沌電路，與MATLAB數(shù)值仿真的結(jié)果、純粹的模擬電路構成混沌信號或數(shù)字器件構成的混沌