本文關(guān)鍵詞：混沌系統(tǒng)的同步及其在保密通信中的應用

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【摘要】： 混沌運動是一種非常有趣的非線性現(xiàn)象,在過去的三十年當中,對于混沌的研究逐步深入,在很多物理系統(tǒng)中如電子、機械、熱力學系統(tǒng)等都檢測到了混沌現(xiàn)象的存在。 混沌運動是一種確定性的非線性運動,它的運動軌跡非常復雜但又不完全隨機。由于混沌信號的遍歷性、非周期、連續(xù)寬帶動態(tài)頻譜等特性對保密通信非常有利體現(xiàn)出混沌理論在保密通信方面潛在的應用價值,所以混沌控制與同步已經(jīng)成為混沌科學一個非常重要的研究課題。 本文以連續(xù)混沌系統(tǒng)為研究對象,主要內(nèi)容包括動態(tài)混沌系統(tǒng)的同步分析,以及混沌同步在通信方面的應用,同時也闡述了幾種混沌同步的方法。 首先介紹了混沌同步理論應用于保密通信的幾種主要方法,如混沌掩蓋、混沌調(diào)制、混沌鍵控以及混沌擴頻等方法。本文用驅(qū)動系統(tǒng)狀態(tài)來設計加密函數(shù),通過通道把加密函數(shù)加密的信息傳輸?shù)浇邮諜C,在接收端用相應的解密函數(shù)恢復出原信號。傳輸中,加密函數(shù)和解密函數(shù)的使用加大了傳送信號的復雜性,提高了保密通信的保密能力。 接著重點介紹了一般的把非線性系統(tǒng)線性化的方法,研究了把混沌系統(tǒng)線性化的方法,進一步探討了線性反饋控制和非線性反饋控制下的混沌同步及在保密通信中的應用,設計出一種非線性控制器來同步兩個混沌系統(tǒng)的輸出信號并構(gòu)造了保密通信系統(tǒng)。 同時又研究了基于非線性觀測器理論的混沌同步控制方法,通過重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài),并用重構(gòu)的狀態(tài)來代替系統(tǒng)的真實狀態(tài)最終實現(xiàn)系統(tǒng)要求的狀態(tài)反饋。進一步介紹了線性和非線性系統(tǒng)的觀測器設計的一般方法,而且對Lipshitz非線性系統(tǒng)的設計問題進行了探討,實現(xiàn)了代有滿足Lipshitz條件的非線性項的兩個混沌系統(tǒng)的同步。然后用混沌調(diào)制方法構(gòu)造相應的混沌保密通信系統(tǒng)。 最后以穩(wěn)定性理論為基礎(chǔ),針對一類連續(xù)混沌系統(tǒng),當系統(tǒng)狀態(tài)或參數(shù)部分已知時,驗證一種自適應同步控制方法并分析了這種方法理論上的可行性。在此基礎(chǔ)之上,基于Lyapounv穩(wěn)定性理論,設計一種自適應觀測器來確保誤差系統(tǒng)是漸進穩(wěn)定的,從而使得兩個混沌系統(tǒng)最終達成同步。并且通過數(shù)值仿真說明設計方法是有效的,最終以此混沌同步理論為指導構(gòu)造出保密通信系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：混沌同步控制 保密通信 非線性反饋 狀態(tài)觀測器 自適應
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：O415.5;TN918
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 引言11-12
• 1.2 混沌學基礎(chǔ)理論12-18
• 1.2.1 混沌的定義13-15
• 1.2.2 混沌運動的基本特征及形成混沌現(xiàn)象的途徑15-16
• 1.2.3 混沌現(xiàn)象的判定16-18
• 1.3 混沌的控制研究18-19
• 1.4 混沌系統(tǒng)的同步控制研究19-24
• 1.4.1 混沌同步定義19-20
• 1.4.2 混沌同步控制方法20-24
• 1.5 混沌同步在保密通信中的應用24
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容以及章節(jié)的安排24-26
• 第2章 基于混沌同步的保密通信26-33
• 2.1 引言26
• 2.2 基于混沌同步的保密通信原理26-28
• 2.3 混沌同步保密通信的主要技術(shù)28-30
• 2.4 信息信號的加密和解密設計30-31
• 2.5 仿真實驗31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第3章 基于非線性反饋控制混沌同步保密通信33-45
• 3.1 引言33
• 3.2 基于狀態(tài)變量及狀態(tài)誤差反饋控制的混沌同步33-35
• 3.3 基于混沌系統(tǒng)輸出的非線性反饋控制同步35-42
• 3.3.1 混沌系統(tǒng)的輸出同步問題35-36
• 3.3.2 非線性系統(tǒng)反饋線性化的相關(guān)基礎(chǔ)知識36-38
• 3.3.3 基于混沌系統(tǒng)輸出的非線性反饋控制器設計38-39
• 3.3.4 仿真研究39-42
• 3.4 基于反饋同步的雙通道保密通信42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于觀測器的混沌同步保密通信45-53
• 4.1 引言45-46
• 4.2 基于線性狀態(tài)觀測器的混沌同步及保密通信46-47
• 4.3 基于Lipschitz非線性觀測器的混合同步及保密通信47-50
• 4.3.1 非線性理論的相關(guān)基礎(chǔ)知識47-48
• 4.3.2 基于Lipschitz非線性混沌同步觀測器的設計48-50
• 4.4 基于觀測器的混沌同步的調(diào)制保密通信50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 基于自適應理論的混沌同步與保密通信53-62
• 5.1 引言53
• 5.2 基于自適應反饋控制器的混沌同步53-56
• 5.2.1 混沌系統(tǒng)的自適應反饋控制器的設計54-55
• 5.2.2 基于Lu混沌系統(tǒng)的自適應反饋控制器的設計55-56
• 5.3 基于自適應觀測器的混沌同步56-60
• 5.3.1 基于自適應狀態(tài)觀測器的混沌同步原理56-58
• 5.3.2 基于Chen混沌系統(tǒng)的自適應觀測器的設計58-60
• 5.4 基于自適應同步理論的保密通信60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻63-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

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本文編號：850508