【摘要】：混沌系統(tǒng)是一類極其復(fù)雜的非線性系統(tǒng),混沌信號(hào)具有天然的隱蔽性、初值極度敏感性、不可預(yù)測(cè)性、類似噪聲等特點(diǎn),從而使其非常適合應(yīng)用于保密通信系統(tǒng)中。近些年,隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,采樣控制問題引起了廣泛的關(guān)注。然而,在實(shí)際的采樣控制系統(tǒng)中常常存在著控制器數(shù)據(jù)丟失及采樣周期隨機(jī)不確定等現(xiàn)象,這將會(huì)嚴(yán)重地影響系統(tǒng)的性能甚至破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此,本文主要針對(duì)混沌保密通信系統(tǒng)采樣數(shù)據(jù)丟失及隨機(jī)采樣周期的同步控制問題進(jìn)行研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：首先,在多個(gè)隨機(jī)采樣周期下,針對(duì)帶有控制數(shù)據(jù)丟失的驅(qū)動(dòng)-響應(yīng)混沌系統(tǒng)的同步控制問題,采取保持輸入策略,將數(shù)據(jù)丟失轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的輸入時(shí)延,并采用輸入時(shí)滯法將誤差系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為時(shí)滯系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析�？刂破髟鲆婵捎镁�性矩陣不等式(LM[)的方法求解。通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證控制器設(shè)計(jì)的有效性,且驗(yàn)證了同步系統(tǒng)能夠很好地應(yīng)用到混沌保密通信系統(tǒng)中。其次,針對(duì)帶有控制器數(shù)據(jù)丟失的隨機(jī)采樣混沌同步控制問題,采取零輸入策略,利用切換系統(tǒng)法和輸入時(shí)滯法將帶有數(shù)據(jù)丟失的采樣系統(tǒng)描述為一類具有穩(wěn)定子系統(tǒng)和不穩(wěn)定子系統(tǒng)的切換時(shí)滯系統(tǒng),并基于平均駐留時(shí)間法對(duì)其進(jìn)行指數(shù)穩(wěn)定性分析。同時(shí),討論了系統(tǒng)性能與數(shù)據(jù)丟失率之間的關(guān)系,由數(shù)值仿真可以得出：當(dāng)數(shù)據(jù)丟失率越小時(shí),兩個(gè)混沌系統(tǒng)達(dá)到同步的時(shí)間越短。同時(shí),仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的同步控制方法能夠很好地應(yīng)用到混沌保密通信系統(tǒng)中。再次,針對(duì)帶有數(shù)據(jù)丟失的有向復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步控制問題,采取保持輸入策略,對(duì)全部節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)采樣反饋同步控制器,得到了使復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步的充分條件。數(shù)值仿真以含有10個(gè)Lorenz節(jié)點(diǎn)的有向復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為例,針對(duì)所有節(jié)點(diǎn)不存在控制器數(shù)據(jù)丟包、部分節(jié)點(diǎn)控制器同時(shí)丟包、控制器不同時(shí)丟包的情況進(jìn)行仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明所設(shè)計(jì)控制器均可使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定,即驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的有效性。同樣,驗(yàn)證了基于混沌掩蓋技術(shù)可以很好地掩蓋和恢復(fù)出有用信號(hào)。最后對(duì)本文的研究工作做了總結(jié),并提出了有待進(jìn)一步研究的方向。
[Abstract]:Chaotic system is a kind of extremely complex nonlinear system. Chaotic signal has the characteristics of natural concealment, extreme sensitivity of initial value, unpredictability, similar noise and so on, so it is very suitable for application in secure communication system. In recent years, with the rapid development of digital computer technology, sampling control has attracted wide attention. However, in the actual sampling control system, there are often some phenomena such as data loss of controller and random uncertainty of sampling period, which will seriously affect the performance of the system and even destroy the stability of the system. Therefore, this paper focuses on the loss of sampling data and synchronization control of random sampling periods in chaotic secure communication systems. The main contents of this paper are as follows: firstly, under multiple random sampling periods, the strategy of maintaining input is adopted to solve the synchronization control problem of drive-response chaotic system with control data loss. The data loss is transformed into the input delay of the system, and the error system is transformed into the time-delay system by the input-time-delay method to analyze the stability of the system. The controller gain can be solved by linear matrix inequality (LM [) method. The effectiveness of the controller design is verified by numerical simulation and it is verified that the synchronization system can be well applied to the chaotic secure communication system. Secondly, the zero input strategy is adopted to solve the synchronization problem of random sampling chaos with data loss of controller. The switched system with data loss is described as a class of switched delay systems with stable and unstable subsystems by means of the switched system method and the input delay method. The exponential stability of the system is analyzed based on the mean resident time method. At the same time, the relationship between the system performance and the data loss rate is discussed. From the numerical simulation, it can be concluded that the lower the data loss rate, the shorter the synchronization time between the two chaotic systems. At the same time, the simulation results show that the proposed synchronization control method can be well applied to chaotic secure communication systems. Thirdly, aiming at the synchronization control problem of the directed complex network with data loss, the strategy of maintaining input is adopted, and the sampling feedback synchronization controller is designed for all nodes, and the sufficient conditions for the synchronization of the complex network are obtained. Taking the directed complex network with 10 Lorenz nodes as an example, the numerical simulation verifies that there is no controller data packet loss in all nodes, some node controllers lose packets at the same time, and the controller does not lose packets at the same time. The simulation results show that the designed controller can make the system stable, that is, the effectiveness of the designed controller is verified. Similarly, it is verified that the chaotic masking technique can cover up and restore useful signals well. Finally, the research work of this paper is summarized, and the direction of further research is put forward.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN918;O415.5

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本文編號(hào)：2363935