基于多渦卷混沌系統(tǒng)的電路設計及應用.pdf

1、在非線性系統(tǒng)中混沌是一類特殊的物理現(xiàn)象，具有初始狀態(tài)敏感性、類噪聲性、自相似性等特點。它廣泛地存在于物理學、生命科學，以及社會科學等領域，并與相對論、量子力學共同被譽為20世紀人類最偉大的三大成就。目前伴隨非線性理論的不斷發(fā)展，混沌逐漸成為信息安全方面一個重要的研究領域。
　　與一般的混沌結構不同，多渦卷混沌系統(tǒng)的運動軌跡擁有更為豐富的相空間結構、更加復雜的非線性行為及多變的密鑰空間，并且其運動軌跡還可以在同一個吸引子中的不同混沌

2、渦卷之間進行隨機跳變，這些特性使得多渦卷混沌系統(tǒng)在實際工程中具有十分廣闊的應用前景。而如何設計出新型多渦卷混沌模型，并將其進行物理應用，已引起國內(nèi)外專家學者的廣泛關注。
　　本論文重點探討了多渦卷混沌模型對應的結構特性。首先，在Chua’s電路的模型上，采用簡單的Heaviside方程得到了一種拉伸式多渦卷混沌模型，并分析了其混沌狀態(tài)下的動力學特性。其次，還搭建了該系統(tǒng)的PSPICE電路。通過線性耦合法，構建了拉伸式多渦卷混沌系統(tǒng)

3、對應的同步模型，并將其引入保密通信中，從而驗證了新系統(tǒng)在實際應用中的有效性及可行性。
　　緊接著，探究了混沌系統(tǒng)與多翼吸引子之間的內(nèi)在聯(lián)系，并將非奇非偶函數(shù)引入3維多翼蝴蝶混沌系統(tǒng)，從而改變了傳統(tǒng)多翼蝴蝶型混沌模型相對單一的設計理念。同時，分析了系統(tǒng)的動力學特性包括：相空間的拓撲結構，系統(tǒng)變量生成的時域波形，功率譜，Lyapunov指數(shù)以及復雜度等。其電路實驗與理論模擬基本相同，進而為多翼蝴蝶型混沌模型的構建給出了新的思路。

4、>　　最后，考慮到當前多渦卷混沌模型的電路結構較為復雜，一個電路模型一般只能生成一種吸引子結構。本論文結合電路工作原理設計出一種3維自治混沌開關系統(tǒng)，實現(xiàn)了單個渦卷混沌模型的雙混沌吸引子控制結構，從而提高了單個混沌模型在實際工程中的利用率。通過理論推導、數(shù)值仿真探究了其對應的非線性動力學特性及其在開關控制下混沌吸引子結構的變化情況。同時，設計了新系統(tǒng)的同步方案，并實現(xiàn)了信號的加密、解密，從而為多渦卷混沌系統(tǒng)的物理設計及應用提供了一定的理