Chaos in fractional-order generalized Lorenz system and its synchronization circuit simulation

The chaotic behaviours of a fractional-order generalized Lorenz system and its synchronization are studied in this paper. A new electronic circuit unit to realize fractional-order operator is proposed. According to the circuit unit, an electronic circuit is designed to realize a 3.8-order generalized Lorenz chaotic system. Furthermore, synchronization between two fractional-order systems is achieved by utilizing a single-variable feedback method. Circuit experiment simulation results verify the effectiveness of the proposed scheme.

时滞Lorenz混沌系统的同步电路实现及在保密通信中的应用

同步电路是实现保密通信的前提和基础,为了将混沌同步控制应用于保密通信,本文对给出的时滞Lorenz混沌系统设计了相应的同步电路.首先,运用数值仿真对系统的分岔图、相图、功率谱、Poincare映射进行分析.其次,给出了时滞Lorenz混沌系统的同步电路,并推导出各元件的有效值,在此电路的基础上利用电路仿真软件Electronic Workbench(EWB)进行了仿真实验.整个电路结构简单,实现容易,能够通过调节部分元件有效值获得丰富的混沌信号和较好的同步性能.最后借助于所研究的时滞Lorenz混沌系统的同步电路,利用混沌掩盖技术实现图像保密传输,并能正确有效地恢复出原文图像.

超混沌Lorenz系统的电路模拟与同步

对Lorenz系统添加一个非线性状态反馈控制器所构成的四维超混沌Lorenz系统,并运用数值模拟和理论分析的方法研究该超混沌系统丰富的动力学特性,同时运用PSPICE和MATLAB软件设计电子电路以实现超混沌系统,并且所得电路仿真结果与数值仿真结果完全一致;然后提出自适应控制器以实现超混沌同步;最后运用Lyapunov理论与数值模拟证实所设计的控制器的有效性.

时滞反馈Lorenz系统的混沌特性及其电路实现

在研究时滞反馈Lorenz系统时,关键是模拟时滞环节的实现.由于数字时滞电路存在模数转换精度的问题,所以采用数字时滞电路的时滞反馈Lorenz系统容易产生不真实的电路现象.本文研究了一种用模拟电路实现的时滞电路,并将其加入到Lorenz系统中构成时滞状态反馈Lorenz系统.通过对系统的数字仿真和模拟电路的制作和实验,验证了实验和仿真的结果完全相符,表明了时滞可以使Lorenz系统产生更复杂拓扑结构的吸引子.

Lorenz混沌系统模块化电路设计与硬件实验

以Lorenz系统为研究对象,开展Lorenz系统的电路模块化设计,并利用Multisim软件完成模拟仿真;然后基于Altium Designer软件进行Lorenz系统的原理图设计及印刷电路板绘制;最后利用运算放大器、电阻及电容等元器件完成系统的印刷电路硬件电路板焊接与实验,从示波器观测的测试波形图与仿真结果一致,表明了该硬件电路设计的合理性与可行性。

超混沌Lorenz系统的电路实现与应用

在经典三维Lorenz系统的基础上,增加一个非线性控制器,构造了一个新的四维超混沌Lorenz系统。通过数值计算,模拟分析了新系统的分岔图,Lyapunov指数随控制参数的变化,超混沌吸引子的相图,求出系统的Lyapunov指数及其吸引子分形维数。结果显示,通过改变新引入的非线性控制器的控制参数,可以使超混沌Lorenz系统分别呈现超混沌、混沌以及周期、拟周期等动力学行为。根据新Lorenz系统的状态方程,设计了与之相对应的实验电路,并在示波器中观察到电路系统的动力学行为,该结果与数值仿真结果基本吻合。将系统应用于图像加密,模拟实验结果表明,该系统能产生具有良好密码学特性的伪随机序列。

六维分数阶Lorenz-duffing系统仿真

设计一个混沌行为复杂且具有物理学特性的整数阶混沌系统很难。为了解决这个问题,在整数阶混沌系统中引入了分数阶微分算子,并设计了一个六维分数阶Lorenz-duffing混沌系统;还重点分析了该分数阶混沌系统的平衡点和稳定性以及系统的吸引子、分岔图和Lyapunov指数谱;最后,设计该分数阶混沌电路,并利用Multisim软件仿真分析了该电路。仿真结果表明,该分数阶混沌系统能够产生混沌信号。

改进型广义Lorenz系统的微控制器电路实现

针对用模拟电路实现的混沌系统存在参数离散性大、调试复杂、电路通用性差等缺点,在综合改进型广义Lorenz系统及其折叠吸引子特性的基础上,提出基于微控制器数字电路设计与实现三维改进型广义Lorenz系统。采用Euler算法对改进型广义Lorenz系统的连续状态方程进行了离散化处理,建立了适合微控制器实现的运行算法,通过软件编程获得了数字电路实验输出。实验结果与数值仿真结果完全一致,表明了基于微控制器数字电路实现混沌系统的可行性,生成的数字混沌系统具有较好的通用性、软件可移植性,该设计思路可推广到一般的或高维的混沌系统电路的设计与实现。

简化Lorenz系统多翅膀混沌吸引子的设计与电路实现

基于简化Lorenz系统,通过设计非线性函数,得到单方向多翅膀混沌吸引子.在此基础上,通过引入切换控制函数,得到了网格多翅膀混沌吸引子.通过相图、耗散性、平衡点、分岔图和Poincaré截面方法,分析了系统的动力学特性.结果表明,该多翅膀系统具有丰富的动力学行为.设计并实现了网格多翅膀系统的模拟电路,通过示波器观测到网格多翅膀混沌吸引子,验证了该系统的物理可实现性,电路实验结果与数值仿真结果相一致.

基于改进Lorenz系统的多翼混沌吸引子及其电路设计

在以Lorenz系统为基础的一个新混沌系统上添加驱动信号,提出一个新的多翼对称非自治混沌系统.在某一固定频率下,该系统出现了20翼的混沌吸引子.从仿真结果可以看出,此种改造方法不仅保留了原系统的混沌特性,而且增加了吸引子的拓扑结构复杂性.最后,设计了系统的模拟电路,从物理上验证新系统的混沌特性和数值仿真的一致性.

一个新类Lorenz混沌系统的动力学分析及电路仿真

提出了一个新的三维自治类Lorenz系统.理论分析了该系统的动力学特性,并通过数值计算分析了系统在平衡点处的稳定性,以及产生Hopf分岔的条件.通过计算系统的时间序列的Lyapunov指数谱、Lya-punov维数、分岔图、Poincar啨截面图等研究了系统的动力学特性.最后对该系统的一个混沌吸引子进行了实际电路的设计与仿真模拟.

Lorenz混沌系统的微控制器数字电路实现

基于STC89C52微控制器设计了一个Lorenz混沌系统的数字实现电路.采用四阶Runge-Kutta法对Lorenz系统的状态方程进行离散化处理,得到相应的离散化迭代算法,通过软件编程获得了预期的模拟混沌输出信号.电路实验结果与数值仿真结果一致,验证了基于微控制器数字电路实现Lorenz混沌系统的可行性.该实现电路通用性较强,可推广到一般的混沌或超混沌系统的数字电路实现.

Lorenz混沌系统的分析与电路实现

利用Matlab的数值计算和Multisim的电路模型分析和实现著名的Lorenz混沌系统,观察Lorenz混沌吸引子,加深对混沌现象的认识,可将混沌理论与实验引入到大学物理实验教学项目中。

基于新型高速Lorenz电路的混沌调制保密通信研究

基于Jonathan N Blakely等人提出的新型高速Lorenz电路,提出了混沌调制保密通信电路的模型,并采用PSpice软件对保密通信电路的特性进行了仿真研究.研究结果说明了混沌调制保密通信方案的正确性,并给出了接收端和发送端电路参数不一致对通信的影响,调制信号幅度和频率对原有混沌电路的影响,以及噪声对传输质量的影响等.

基于Simulink的Lorenz系统标度化设计及硬件其实现

通过Simulink仿真Lorenz系统,发现Lorenz系统的状态变量的动态变化值远远超过电子元器件工作电源范围,提出了一种标度化设计方法,有效地解决了用Lorenz系统搭建混沌电路的困难,并实现混沌电路,实验证明设计结果正确。这种方法也适用于其他混沌系统。

基于类Lorenz的微弱信号检测及其电路实现

传统的微弱信号检测方法,其输入信号的信噪比难以降低,受到一定限制。而基于混沌理论的微弱信号检测可以改善上述不足,达到极低的输入信噪比,提高检测精度。用一种新的混沌系统来检测微弱信号,根据特定混沌系统对于参数敏感而对噪声免疫的特性,利用双参数控制方法,构造了一种类Lorenz系统的微弱信号检测模型,结合中低频微弱周期信号检测对模型进行了理论分析和数值仿真。根据理论模型设计制作了混沌检测电路,实验结果与理论分析基本吻合,实现了利用电路从噪声背景中检测出微弱的中低频周期信号。

改进类Lorenz系统在微弱谐波信号识别中的应用

基于类Lorenz系统构建了改进类Lorenz系统.借助概率论、数理统计原理,揭示了不同功率噪声对该系统阈值可信度的影响;利用加入微弱谐波信号前、后系统吸引子个数变化的阈值差值,识别出待测谐波信号的幅值.利用系统的分岔图,研究加入高斯白噪声前后系统吸引子的个数随参数变化的情况.在强噪声作用下,通过大数定律,从加入微弱谐波信号前、后系统分岔图中统计系统阈值,以统计数据中的众数作为所构建系统的阈值.利用阈值的差值识别出了与内置周期驱动力同频微弱谐波信号的幅值,且检测效果的可信度和正确率为89.5%,检测最低信噪比为-33dB.数值仿真对比结果表明改进类Lorenz系统比Duffing系统、受控类Lorenz系统具有阈值可信度高、检测门限低、信噪比低的优势,更适合在强噪声背景下识别信号参数.进一步地,在Simulink仿真结果的基础上,通过Multisim软件搭建改进类Lorenz系统的模拟电路图,验证本文的理论研究结果在工程实际化中有一定的可行性.

忆阻Lorenz混沌系统的动力学分析与电路实现

基于所提的一类光滑二次通用忆阻器,构建一种忆阻Lorenz混沌系统。稳定性分析表明,系统具有与原系统相同的平衡点和稳定性,即一个不稳定鞍点和两个不稳定鞍焦。利用分岔图、李雅普诺夫指数谱、相图等分析方法揭示所提忆阻系统的动力学,结果表明:忆阻Lorenz混沌系统具有共存双稳态模式和自相似分岔结构。最后,通过改变通用忆阻器的内部参数实现对系统的幅度调控,分别设计忆阻器和忆阻系统等效电路并利用模拟元件综合,仿真结果证实了数值模拟的正确性。

用比例微分控制器实现混沌控制

采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为 .

基于混沌掩盖改进方案的保密通信系统的电路实现

根据Milanovic V和Zaghloul M.E提出的混沌掩盖改进方案,基于具有典型参数的Lorenz混沌系统,用模拟电子电路实现了信号的保密通信。理论分析、EWB仿真和实验结果证明了该方案的有效性。