混沌系统吸引子的编选方法

为了将混沌系统不同状态的吸引子同时选择出来,以便对系统进行更深入的研究,该文引入了吸引子编选器概念,并在理论上进行了证明。吸引子编选器提供了一种在不同系统参数下选择典型吸引子,并在相位空间中灵活排序的有效技术。通过对类Chen系统进行动力学分析,确定了吸引子编选器的参数,并按照设定顺序将类Chen系统不同状态的吸引子在相位空间进行排列。吸引子编选器使混沌系统在安全通信等领域更具有应用潜力。

类Chen系统设计及其FPGA实现

为了获取拓扑结构和动力学行为更为复杂的类Chen混沌吸引子,该文基于Chen系统,通过引入1个可变系数的乘积项和1个可变系数的平方项,构建了1个新的三维混沌自治系统。数值仿真分析显示,该系统具有奇特的动力学行为,含有1个局部调幅参数,分岔(Bifurcation)图和李雅谱诺夫(Lyapunov)指数谱图显示了其变化情况。在现场可编程门阵列(FPGA)平台上利用寄存器传输级(RTL)描述电路,以32位定点数运算实现该混沌系统。数值仿真和硬件实现结果一致,验证了该三维混沌自治系统的鲁棒性及物理可实现性。

基于数模混合的混沌映射实现

混沌随机序列发生器在数字实现时面临有限字长效应,无法严格保证伪随机序列的非周期性.构建了一类包含最少模拟器件的新数模混合系统,分析比较了此类系统的非线性动力学行为.利用现场可编程逻辑门阵列和RC电路实现了混沌映射,构造了稳定的高速随机序列发生器,可产生100 Gbit/s以上速率的随机数.研究表明,数模混合系统的混沌性对元件参数变化不敏感,数模实现验证了新系统的存在性和物理上的可实现性.系统易于集成在数字加密、保密通信和雷达波形产生等应用系统中.

基于忆阻器的数模混合随机数发生器

数字方法实现的混沌随机数发生器存在有限字长效应,无法保证随机数良好的统计特性.本文构建了一类包含最少模拟器件的新数模混合系统,分析了混合系统的非线性动力学行为.利用现场可编程逻辑门阵列和一阶广义忆阻器实现了复杂混沌映射,克服了有限字长效应,构造了稳定的高速混沌随机数发生器,可以产生100 Gbit/s以上速率的随机数.研究表明,数模混合系统的混沌性对元件参数变化不敏感.混合系统易于集成在图像加密、保密通信和雷达波形设计等应用系统中.

一类新的可调幅高阶Jerk混沌系统

将新的非线性项引入到高阶Jerk系统中,提出了一种新的高阶Jerk混沌系统.通过对系统典型动力学行为的分析,以改变常数项的方式实现了对混沌信号的幅度控制.以模块化思想为指导,结合模拟电路的基本规律,提出了一种新的高阶Jerk混沌系统电路.本电路具有丰富的混沌吸引子,并通过实际电路实现了该混沌信号以及功率谱,实验结果表明:所设计电路的物理特性与数值仿真一致,验证了系统的典型混沌动力学行为特征.

含三次项类Chen系统的级联及其随机数发生器设计

基于已有类Chen系统,通过引入三次项的方式构造新类Chen混沌系统。将已有类Chen系统与本文构造的类Chen系统进行级联,设计基于级联系统的混沌随机数发生器,并讨论不同随机数序列后处理方法。结果表明:含三次项的类Chen系统呈典型的混沌特征,具理想的最大Lyapunov指数、更多的平衡点和更复杂的结构;基于级联系统的混沌随机数发生器生成的随机数序列通过NIST检验,证明了该随机数生成方法的有效性。