【摘要】：自從1963年,美國氣象學(xué)家洛倫茲發(fā)現(xiàn)了第一個混沌系統(tǒng),從而使得混沌成為了工程領(lǐng)域研究的熱點;由于它復(fù)雜的動力學(xué)特性,可以廣泛的應(yīng)用于混沌加密、圖像處理、通信系統(tǒng)以及圖像壓縮等領(lǐng)域。近年來,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,模擬硬件混沌電路的實現(xiàn),進一步推動了混沌理論的發(fā)展以及混沌系統(tǒng)的應(yīng)用;但是工程領(lǐng)域中信號的頻譜不斷提高,傳統(tǒng)混沌電路實現(xiàn)信號的頻譜不能滿足應(yīng)用的需求,而基于電流傳輸器、二極管器件以及通過集成的方式實現(xiàn)的混沌電路,它能產(chǎn)生較寬的混沌頻譜信號,從而擴大了混沌的應(yīng)用范圍,有效地克服了運算放大器實現(xiàn)的混沌電路的固有缺陷;針對以上問題,文章詳細地研究了寬頻譜混沌電路的實現(xiàn)方法。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:(1)通過理論推導(dǎo)以及數(shù)值仿真分析了三階SC-CNN(State Controlled Cellular NeuralNetwork)系統(tǒng)的動力學(xué)行為,提出了基于電流傳輸器實現(xiàn)的三階SC-CNN電路,并且搭建了基于運算放大器實現(xiàn)的三階SC-CNN電路,通過頻率特性對比,說明了基于電流傳輸器實現(xiàn)的SC-CNN電路能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻譜的混沌信號。最后利用Pspice軟件仿真了該電路圖并搭建了該混沌系統(tǒng)的硬件電路,由示波器觀察了混沌系統(tǒng)的動力學(xué)行為。電路仿真與物理實驗的結(jié)果相吻合,說明了該設(shè)計的正確性。(2)提出了一種基于二極管橋式非線性飽和電路,該非線性電路由二極管橋和電流傳輸器組成,實現(xiàn)了三角波非線性功能;將其應(yīng)用到多渦卷Jerk系統(tǒng)的混沌電路。通過Pspice電路仿真,證明了該電路可以實現(xiàn)多維多渦卷混沌吸引子。為了比較混沌信號的頻率特性,仿真了基于運算放大器構(gòu)造的網(wǎng)格多渦卷Jerk系統(tǒng)混沌電路。仿真結(jié)果表明:基于二極管構(gòu)造非線性電路實現(xiàn)的混沌系統(tǒng)信號,其頻率特性優(yōu)于運算放大器實現(xiàn)的混沌信號。(3)構(gòu)造了一個四維超混沌系統(tǒng)。通過理論推導(dǎo)、數(shù)值仿真分析了超混沌系統(tǒng)的動力學(xué)行為并采用集成電路的方式搭建了該超混沌系統(tǒng)的電路。Pspice電路仿真驗證了通過集成方式實現(xiàn)的混沌電路有利于降低電路功耗,并對其頻譜特性進行了分析,說明了其頻率特性優(yōu)于分立元器件實現(xiàn)的混沌電路。電路仿真與數(shù)值仿真結(jié)果一致,證明了設(shè)計的正確性。
【圖文】：

圖３．２參數(shù)ｓ３２的分岔圖逡逑圖３．１和圖３．２分別作出了邋ｓ３２的李亞普諾夫指數(shù)和分岔圖，系統(tǒng)中參數(shù)別為邋ｓｌｌ＝ｌ；邋ｓｌ２＝ｌ；邋ｓ２２＝ｌ；邋ｓ２３＝ｌ；邋ｓ３１＝－０．５；邋ｓ３３＝０．５；從圖中可以得到邋ｓ３２邋不同值時，系統(tǒng)會呈現(xiàn)對應(yīng)不同的狀態(tài)，即可觀察到系統(tǒng)由單周期、雙周期、

圖３．３邋ＳＣ－ＣＮＮ各狀態(tài)數(shù)值仿真相圖逡逑以上系統(tǒng)參數(shù)，參數(shù)值ｓ３２是變化的，當(dāng)ｓ３２逐漸減小的時候，其對應(yīng)的李逡逑亞普諾夫指數(shù)和分岔圖如圖３．１和圖３．２，從圖中可以看出系統(tǒng)有復(fù)雜的動力學(xué)逡逑行為。當(dāng)邋ｓ３２邋位于區(qū)域［０．７２，０．８］，［０．６５，０．７］，，［０．５７，邋０．６］，［０．４，０．５２］，系統(tǒng)逡逑經(jīng)歷從周期到混？屯的歷程，當(dāng)然，動力學(xué)行為數(shù)值仿真的結(jié)果和理論分析是一致逡逑的，系統(tǒng)的一些軌跡的數(shù)值仿真通過圖３．３展現(xiàn)，當(dāng)ｓ３２＝０．７５時，圖（ａ）是單逡逑周期，當(dāng)ｓ３２＝０．６５時，圖（ｂ）是２周期：當(dāng)ｓ３２＝０．６時，圖（ｃ）是４周期，當(dāng)逡逑２０逡逑
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM132;O415.5

【參考文獻】

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本文編號：2675448