A new four-dimensional chaotic system with first Lyapunov exponent of about 22,hyperbolic curve and circular paraboloid types of equilibria and its switching synchronization by an adaptive global integral sliding mode control

This paper presents a new four-dimensional（4 D） autonomous chaotic system which has first Lyapunov exponent of about 22 and is comparatively larger than many existing three-dimensional（3 D） and 4 D chaotic systems.The proposed system exhibits hyperbolic curve and circular paraboloid types of equilibria.The system has all zero eigenvalues for a particular case of an equilibrium point.The system has various dynamical behaviors like hyperchaotic,chaotic,periodic,and quasi-periodic.The system also exhibits coexistence of attractors.Dynamical behavior of the new system is validated using circuit implementation.Further an interesting switching synchronization phenomenon is proposed for the new chaotic system.An adaptive global integral sliding mode control is designed for the switching synchronization of the proposed system.In the switching synchronization,the synchronization is shown for the switching chaotic,stable,periodic,and hybrid synchronization behaviors.Performance of the controller designed in the paper is compared with an existing controller.

一个新超混沌Lorenz系统的Hopf分岔及电路实现

对Lorenz系统反馈控制并结合Lyapunov指数方法,提出一个新超混沌Lorenz系统.分析该系统平衡点的稳定性及Hopf分岔的存在性.利用第一Lyapunov系数法给出系统Hopf分岔周期解的稳定性条件.通过数值仿真验证理论分析的正确性,并构建该超混沌Lorenz系统的仿真电路,示波器显示出与数值仿真完全一致的混沌吸引子,从而验证电路设计的正确性和电路实现的可行性.

一类新的四维超混沌系统及其动力学分析

为产生更复杂的超混沌吸引子,在经典Lv混沌系统基础上增加一维状态和2个参数,构建了一类新的四维超混沌系统.理论分析了新系统的对称性、耗散性、吸引子的存在性和平衡点的稳定性.利用数值模拟方法分析了新系统的相图、分岔图、Lyapunov指数谱和Lyapunov维数.结果表明,新系统在新引入的2个参数控制下分别具有相同的复杂动力学行为,分别运行于超混沌、混沌、拟周期和周期等不同轨道状态.

一类新超混沌系统及其自同步

基于一个三维混沌系统构造了一个新的四维超混沌系统,利用系统的分岔图、Lyapunov指数谱图和相图分析方法研究了该系统的运动规律.根据线性系统稳定性定理,设计了一种非线性反馈控制器,实现了该超混沌系统的自同步,数值模拟结果验证了理论分析的正确性.

自适应单向关联法实现新超混沌系统的控制

对新超混沌系统采用单向关联法进行控制.通过简化单向关联法中的规则,引入自适应策略,提出了自适应单向关联法.在自适应速度较小、规则简单的情况下,使新超混沌系统控制到周期状态和稳定点,且与单向关联法相比,缩短了控制时间.数值模拟结果表明,该方法是有效的.

新四翼超混沌系统的线性反馈控制

为了奠定新四翼超混沌系统应用的理论基础。首先,比较新四翼超混沌系统与一些经典混沌或超混沌系统的最大Lyapunov指数,结果新四翼超混沌系统的最大Lyapunov指数值最大,说明新四翼超混沌系统具有更强的混沌特性;其次,对新四翼超混沌变量y和u进行线性反馈控制,应用Lyapunov函数方法,发现系统的所有状态变量能够指数稳定到原点,并系统具有很大的控制域;最后,数值仿真表明在控制域内任取一点,设计的线性反馈控制器是有效的。

结合ACGAN和多重多维混沌系统的无载体信息隐藏

传统的信息隐藏方法总是不可避免修改载体图像,因而难以抵抗各种攻击检测,降低了信息传输的隐蔽性和安全性。为解决此问题,提出了一种基于ACGAN和多重多维混沌系统的无载体信息隐藏方法。首先,基于新四维超混沌系统对原始图像进行复合置乱和DNA加密得到秘密图像并将其作为标签驱动对ACGAN进行训练;然后,利用训练后的ACGAN生成组合图像集对含密标签图像进行排序得到组合图像,并对该组合图像进行加密置乱操作得到最终的加密图像;最后,将训练后的ACGAN与最终加密图像一同进行发送,接收方通过该ACGAN得到相应的图像信息。与现有的信息隐藏方法相比,该方法创新性结合多维混沌系统、DNA加密、ACGAN与无载体信息隐藏,避免了修改原始图像,同时能够有效抵抗各种隐写分析,达到了秘密信息安全传输的目的。

新超混沌系统的自适应控制及其在保密通信中的应用

为了探究新超混沌系统的自适应控制及其在保密通信中的应用.首先基于Lyapunov稳定性定理,构造自适应控制器和未知参数的辨识法则,仅对系统的部分状态变量进行控制,就能使得系统的所有状态变量快速稳定于原点.然后基于数值仿真方法,利用系统未知参数辨识法则,能够准确辨识参数所在项的值.最后利用近似熵最大的混沌信号遮掩保密通信的有用信号,提高保密通信的信息安全性.

一类参数不确定混沌系统的自适应同步

基于Lyapunov稳定性原理,对一类参数不确定混沌系统,提出一种自适应同步控制方法.给出了自适应同步控制器和参数自适应律的解析表达式,对于具体的误差系统,控制器结构还可以进一步简化.该方法较为简单,适用范围广.以新混沌和超混沌Chen系统为例,数值模拟证明了该方法的有效性和可行性.

分数阶混沌系统的异结构同步

基于分数阶线性系统稳定性理论,结合反馈控制和主动控制方法,提出了一种分数阶混沌系统异结构同步方法,给出了同步控制器解析式.以分数阶Chen混沌系统和分数阶Liu混沌系统、分数阶新超混沌系统和分数阶超混沌Rssler系统的异结构同步为例,进行了数值模拟,证实了该方法的有效性和可行性.

一个分数阶新超混沌系统的同步

研究了分数阶混沌系统的同步问题,以分数阶新超混沌系统为例,设计了三种同步方法,运用拉普拉斯变换理论和分数阶线性稳定理论给以证明,数值仿真或电路仿真证实了所提同步方法的有效性和可行性.

分数阶混沌系统全状态混合投影同步及在保密通信中的应用

在整数阶混沌系统投影同步的基础上,提出了分数阶混沌系统的全状态混合投影同步.基于分数阶线性系统稳定性理论和矩阵理论,结合非线性反馈控制与主动控制方法提出分数阶混沌系统的全状态混合投影同步控制器设计方法,理论上证明了该设计方法的可行性.同时以一个新分数阶超混沌系统为例,运用数值仿真验证所设计控制器的有效性.最后采用混沌遮掩方法,将全状态混合投影同步应用在保密通信中.仿真结果表明,两个分数阶混沌系统可以实现快速同步且可以无失真地恢复有用信号.

新四翼超混沌系统的电路仿真及其错位广义修正函数投影同步实现

为了增强混沌系统应用的电路基础,提高混沌保密通信的安全级别,研究新四翼超混沌系统的电路仿真及其错位广义修正函数投影同步问题。首先基于新四翼超混沌系统的状态方程,应用电路设计原理,搭建新四翼超混沌系统的仿真电路。然后提出混沌系统的错位广义修正函数投影同步,基于Lyapunov稳定性定理,构造自适应同步控制器及系统未知参数的辨识法则,实现新四翼超混沌系统的错位广义修正函数投影同步。最后数值仿真得到与理论分析相同的结果,并给出控制器的反馈增益系数向量与同步时间的关系。