【摘要】：自從1963年,美國(guó)氣象學(xué)家洛倫茲發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)混沌系統(tǒng),從而使得混沌成為了工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn);由于它復(fù)雜的動(dòng)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(shí)現(xiàn),進(jìn)一步推動(dòng)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(hào)的頻譜不斷提高,傳統(tǒng)混沌電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(shí)現(xiàn)的混沌電路,它能產(chǎn)生較寬的混沌頻譜信號(hào),從而擴(kuò)大了混沌的應(yīng)用范圍,有效地克服了運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的混沌電路的固有缺陷;針對(duì)以上問題,文章詳細(xì)地研究了寬頻譜混沌電路的實(shí)現(xiàn)方法。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)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(dòng)力學(xué)行為,提出了基于電流傳輸器實(shí)現(xiàn)的三階SC-CNN電路,并且搭建了基于運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的三階SC-CNN電路,通過頻率特性對(duì)比,說明了基于電流傳輸器實(shí)現(xiàn)的SC-CNN電路能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻譜的混沌信號(hào)。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(dòng)力學(xué)行為。電路仿真與物理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相吻合,說明了該設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)現(xiàn)多維多渦卷混沌吸引子。為了比較混沌信號(hào)的頻率特性,仿真了基于運(yùn)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(shí)現(xiàn)的混沌系統(tǒng)信號(hào),其頻率特性優(yōu)于運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)的混沌信號(hào)。(3)構(gòu)造了一個(gè)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(dòng)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(yàn)證了通過集成方式實(shí)現(xiàn)的混沌電路有利于降低電路功耗,并對(duì)其頻譜特性進(jìn)行了分析,說明了其頻率特性優(yōu)于分立元器件實(shí)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(jì)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(shí)，系統(tǒng)會(huì)呈現(xiàn)對(duì)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(shí)候，其對(duì)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(dòng)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(dòng)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(shí)，圖（ａ）是單逡逑周期，當(dāng)ｓ３２＝０．６５時(shí)，圖（ｂ）是２周期：當(dāng)ｓ３２＝０．６時(shí)，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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM132;O415.5

【參考文獻(xiàn)】

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3 李志軍;曾以成;;基于文氏振蕩器的憶阻混沌電路[J];電子與信息學(xué)報(bào);2014年01期

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6 王春華;尹晉文;林愿;;基于電流傳輸器的網(wǎng)格多渦卷混沌電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];物理學(xué)報(bào);2012年21期

7 包伯成;徐強(qiáng);徐煜明;汪小鋒;;三維多渦卷Colpitts混沌系統(tǒng)及其數(shù)字硬件實(shí)現(xiàn)[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2011年01期

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10 劉玉民;張雨虹;張小松;;以相交平面為分界面構(gòu)造多渦卷分段線性混沌系統(tǒng)[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2010年01期

本文編號(hào)：2675448