基于多渦卷混沌系統(tǒng)的電路設(shè)計及應(yīng)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(xué)、生命科學(xué)，以及社會科學(xué)等領(lǐng)域，并與相對論、量子力學(xué)共同被譽為20世紀(jì)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(lǐng)域。
　　與一般的混沌結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、更加復(fù)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(jìn)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(yīng)用前景。而如何設(shè)計出新型多渦卷混沌模型，并將其進(jìn)行物理應(yīng)用，已引起國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　本論文重點探討了多渦卷混沌模型對應(yīng)的結(jié)構(gòu)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(xué)特性。其次，還搭建了該系統(tǒng)的PSPICE電路。通過線性耦合法，構(gòu)建了拉伸式多渦卷混沌系統(tǒng)

3、對應(yīng)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(yīng)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(shè)計理念。同時，分析了系統(tǒng)的動力學(xué)特性包括：相空間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，系統(tǒng)變量生成的時域波形，功率譜，Lyapunov指數(shù)以及復(fù)雜度等。其電路實驗與理論模擬基本相同，進(jìn)而為多翼蝴蝶型混沌模型的構(gòu)建給出了新的思路。

4、>　　最后，考慮到當(dāng)前多渦卷混沌模型的電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一個電路模型一般只能生成一種吸引子結(jié)構(gòu)。本論文結(jié)合電路工作原理設(shè)計出一種3維自治混沌開關(guān)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)、數(shù)值仿真探究了其對應(yīng)的非線性動力學(xué)特性及其在開關(guān)控制下混沌吸引子結(jié)構(gòu)的變化情況。同時，設(shè)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(shè)計及應(yīng)用提供了一定的理