一類時滯混沌系統(tǒng)的研究與仿真畢業(yè)論文

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1、一類時滯混沌系統(tǒng)的研究與仿真畢業(yè)論文目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1課題背景11.2課題目的和意義11.3國內外研究現(xiàn)狀21.4論文主要內容及結構安排3第2章基礎理論知識42.1混沌的定義42.2混沌運動的基本特征62.3時滯系統(tǒng)中混沌的判定72.4時滯系統(tǒng)控制與同步82.5本章小結10第3章Lorenz系統(tǒng)及時滯Lorenz系統(tǒng)的仿真113.1Lorenz混沌系統(tǒng)的仿真113.1.1仿真設計113.1.2仿真結果123.1.3結果分析213.2時滯Lorenz混沌系統(tǒng)的仿真213.2.1仿真設計213.2.2仿真結果223.2.3結果分析313.3本章小結31I第4章

2、混沌系統(tǒng)在保密通信中的應用324.1保密通信的重要性324.2基于時滯Lorenz混沌序列的圖像加密324.2.1基于時滯Lorenz混沌序列的圖像加密算法設計334.2.2圖像加密結果仿真與結果分析354.3基于時空混沌的Hash函數(shù)的構造364.2.1Hash函數(shù)的特性與混沌的應用364.2.2時空混沌的單向耦合映像格子模型及其統(tǒng)計特性384.2.3單向Hash構造394.2.4算法優(yōu)點394.3本章小結40結論41參考文獻43致謝45附錄146附錄251附錄356附錄461附錄584I第1章緒論第1章緒論1.1課題背景大自然科學和技術的發(fā)展，正在使傳統(tǒng)的學科劃分和研究力發(fā)生深刻的

3、變化。學科之間的相互滲透和傳統(tǒng)學科與日新月異的新技術的結合，促進了大批綜合性邊緣學科的孕育和發(fā)展，這種發(fā)展的一個重要特征是“非線性”。作為非線性科學中最重要的成就之一混沌學的創(chuàng)立和發(fā)展，開創(chuàng)了非線性科學的新紀元?；煦鐚W的淵源可以追溯到19世紀，發(fā)現(xiàn)混沌的第一位學者是法國物理學家H．Pnincarc，他在研究太陽系三體運動時，發(fā)現(xiàn)三體引力相互作用時能產生驚人的復雜行為，確定性動力學方程的解具有不可預見性，這就是混沌現(xiàn)象[1]?；煦绗F(xiàn)象被稱為與相對論、量子力學并列的20世紀三大物理學重要發(fā)現(xiàn)，它揭示自然界及人類社會普遍存在的復雜性，反映了物質世界無序和有序之間的辯證統(tǒng)一關系。由于混沌現(xiàn)象不

4、斷被科學所揭示，混沌學作為一門物理學中重要的學科逐步也從單純的學科逐步擴展到其他學科，從而產生了豐富的研究成果。1977年，Mackey[2]和Glass首先在時滯系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了混沌現(xiàn)象?；煦绗F(xiàn)象廣泛存在于客觀世界中，如氣象學中的Lorenz系統(tǒng)、電路中的Chua’S電路系統(tǒng)。時滯是自然界中廣泛存在的一種物理現(xiàn)象。時滯的存在使得系統(tǒng)的分析和綜合變得更加復雜和困難，同時時滯的存在也往往是系統(tǒng)不穩(wěn)定和系統(tǒng)性能變差的根源。正是由于時滯系統(tǒng)在實際中的大量存在，以及時滯系統(tǒng)分析和控制的困難性，使得時滯系統(tǒng)的分析和綜合一直是控制理論和控制工程領域中研究的一個熱點問題[3]。近幾十年來關于時滯系統(tǒng)的分

5、析和綜合問題已經得到了廣泛的研究。1.2課題目的和意義時滯是自然界中廣泛存在的一種物理現(xiàn)象，人們對于非線性時滯動態(tài)系統(tǒng)的混沌的研究越來越感興趣。許多學者在混沌控制和同步的理論研究和實現(xiàn)技術上開展了大量的研究工作并取得了許多有效的成果，選擇該課題是為了對已有理論成果進行驗證，并對其進行進一步的研究與仿真。3第1章緒論近些年來對時滯系統(tǒng)的研究成為了國內外的一個熱點研究問題。特別的，隨著新興領域中的一些新技術和新理論的發(fā)展，時滯系統(tǒng)理論也找到了新的應用場合，同時，在與這些理論相結合的過程中也產生了一些新的問題，不同領域中的多種技術的融合為這些新問題的解決提供了有效的途徑和工具。因此，對時滯混

6、沌系統(tǒng)的研究具有重要的理論和實際意義。1.3國內外研究現(xiàn)狀1963年，Lorenz在一個簡單的三維自治系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了混沌吸引子。十年時間里，動態(tài)混沌理論已經被深入地學習，而且被廣泛地應用到許多領域。盡管混沌現(xiàn)象引起學術界的廣泛興趣，但作為科學術語，“混沌”至今還沒有被普遍認可的定義，混沌現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者之一及研究混沌理論的著名科學家E．N．Lorenz指出，混沌系統(tǒng)是指敏感依賴于初始條件的內在變化的系統(tǒng)。李天巖和他的導師J．A．Yorke在1975年發(fā)表的論文《周期三意味著混沌》的文章中，首先提出現(xiàn)代科學意義上混沌的數(shù)學定義。R.L.devaney在1989年給出了混沌的又一種定義。近幾年來

7、有關混沌系統(tǒng)控制的研究受到了廣泛的關注。20世紀80年代以來，國際上混沌同步技術已經取得了突破性進展，混沌同步已經廣泛應用于機械、電子、通信、測量、控制等許多領域。自從Mackey和Glass發(fā)現(xiàn)時滯系統(tǒng)里也存在混沌現(xiàn)象以來，人們對于非線性時滯動態(tài)系統(tǒng)的混沌控制越來越感興趣。許多學者在混沌控制的理論研究和實現(xiàn)技術上開展了大量的研究工作并取得了許多有效的成果。其中，最著的的是Ott-Crrebogi．Yorke(OGY)方法[4]。然而，人們對于