多渦卷吸引子產(chǎn)生新方法與憶阻型混沌電路設(shè)計

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1、學(xué)校代碼10530學(xué)號201230101248分類號TN711.4密級碩士學(xué)位論文多渦卷吸引子產(chǎn)生新方法與憶阻型混沌電路設(shè)計學(xué)位申請人洪慶輝指導(dǎo)教師曾以成教授學(xué)院名稱物理與光電工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)研究方向信號處理及系統(tǒng)設(shè)計二○一五年六月八日ANewMethodofGeneratingMulti-scrollattractorsandCircuitDesignbasedonMemristorCandidateQinghuiHongSupervisorProfesserYichengZengCollegeSchoolofPhysicsandOptoelectronicsProgra

2、mElectronicsScienceandTechnologySpecializationSignalProcessingandSystemDesignDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune8th,2015湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法

3、律后果由本人承擔(dān)。／作者簽名；良巧曰期典戶年６月豕曰乂學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名Ｊ；曰期：批女年６月ｇ曰導(dǎo)師簽名；曰期：５矣月Ｓｒ曰；３Ｕ貴摘要多渦卷混沌吸引子與傳統(tǒng)的雙渦卷混沌吸引子相比，具有更多的密鑰參數(shù)及更復(fù)雜的動力學(xué)特性，因此其更適合混沌保密通信

4、。近二十年來，國內(nèi)外研究者對多渦卷混沌吸引子產(chǎn)生方法進(jìn)行了大量探索。但得到的構(gòu)造方法大體相同，均是通過構(gòu)造不同的非線性函數(shù)從而達(dá)到產(chǎn)生多渦卷混沌吸引子的目的。此類方法存在的主要問題是數(shù)學(xué)運算復(fù)雜，電路實現(xiàn)困難。因此尋找一種簡便的多渦卷實現(xiàn)方法，打破傳統(tǒng)方法中設(shè)計各類復(fù)雜非線性函數(shù)的限制，將為多渦卷混沌電路走向?qū)嶋H應(yīng)用產(chǎn)生便利。將第四種基本電子元件憶阻器應(yīng)用到混沌電路設(shè)計中，是近年來混沌電路發(fā)展的一個新方向。與傳統(tǒng)混沌電路相比，憶阻混沌電路具有更復(fù)雜的混沌特性。隨著混沌理論在實際工程中應(yīng)用越來越廣泛，如何更好的利用憶阻器的非線性，設(shè)計各類新型憶阻型混沌電路，具有重要的實際意義。著眼于混沌實

5、際應(yīng)用中的重點問題出發(fā)，本論文的主要工作集中在多渦卷混沌吸引子產(chǎn)生方法研究和憶阻混沌電路設(shè)計兩個方面。具體研究內(nèi)容及成果總結(jié)如下：(1)提出了一種基于脈沖控制法的混沌多渦卷實現(xiàn)方法。該法只要在雙渦卷混沌系統(tǒng)中特定位置加入合適的脈沖源，即可實現(xiàn)系統(tǒng)平衡點的平移或擴展，從而實現(xiàn)多渦卷混沌吸引子的產(chǎn)生。將該方法成功應(yīng)用于蔡氏電路，Jerk系統(tǒng)及模擬Lorenz系統(tǒng)中，產(chǎn)生一系列不同的多渦卷和多翼蝴蝶混沌吸引子。相比傳統(tǒng)方法，新方法無需構(gòu)造系統(tǒng)非線性控制函數(shù)，及設(shè)計復(fù)雜實現(xiàn)電路。因此該方法無論在數(shù)學(xué)分析還是在電路實現(xiàn)上，都簡化了多渦卷混沌電路的設(shè)計。(2)提出了一種復(fù)合混沌吸引子的系統(tǒng)實現(xiàn)方法。

6、首先構(gòu)造一個統(tǒng)一的混沌系統(tǒng)，即當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)取不同的值時，該系統(tǒng)可分解成兩個子系統(tǒng)，相應(yīng)得到兩類混沌吸引子。然后用脈沖信號去實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)的不同取值，即可實現(xiàn)子系統(tǒng)混沌吸引子的復(fù)合。利用該法成功實現(xiàn)Lorenz系統(tǒng)族下三類吸引子的兩兩復(fù)合，Matlab與電路仿真結(jié)果均驗證了該方法的有效性。設(shè)計三類不同的憶阻混沌電路，得到一系列不同的混沌吸引子。(3)對蔡氏電路進(jìn)行改造，設(shè)計了一個含兩種憶阻器的五階混沌電路。采用常規(guī)動力學(xué)分析手段研究了系統(tǒng)的動力學(xué)特性。利用基本元器件設(shè)計了憶阻器模擬器，并對所設(shè)計混沌電路進(jìn)行Pspice仿真。得到的Pspice仿真結(jié)果與理論分析一致。(4)采用LC振蕩器和磁控憶

7、阻器設(shè)計了一種新的混沌電路。動力學(xué)分析表明改變電路參數(shù)，可產(chǎn)生雙渦卷、單渦卷、周期態(tài)等不同相軌道。為了實現(xiàn)電路的混沌控制，設(shè)計了一種模擬時滯反饋控制電路，Matlab仿真結(jié)果表明該控制器可實現(xiàn)了I所提混沌電路的穩(wěn)定控制。最后設(shè)計了相應(yīng)的電路實驗，從示波器上觀察到了混沌吸引子及混沌控制相圖。(5)選擇電流反饋運算放大器作為有源器件，同時巧妙利用該器件的端口特性將四種基本元件(電阻，電容，電感，憶阻器)進(jìn)行有機結(jié)合，得到一系列新的憶阻混