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混沌电路及其在保密通信中的应用研究

作　者: 崔力
导　师: 欧青立
学　校: 湖南科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 混沌电路 混沌系统 分数阶混沌系统 分数阶混沌电路 混沌掩盖 混沌保密通信
分类号: O415.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 172次
引　用: 2次
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内容摘要


本文围绕混沌电路及其在保密通信中的应用这一课题,进行了较为广泛深入的研究。首先,阐明了课题研究的意义与目的,简要地论述了混沌的基本理论,分数阶定义,介绍了典型混沌系统方程、吸引子相图等基本动力学特性,总结了混沌电路的实现方法。接着研究改进后的Lorenz系统的基本动力学特性,设计了相应的混沌电路。提出了改进后的Lorenz系统的分数阶形式,得出了该分数阶系统存在混沌吸引子的必要条件,同样也设计了分数阶混沌电路,并通过数值仿真和电路仿真,得出的结果基本一致,证明了该分数阶混沌系统是存在的。然后,研究了Lorenz超混沌系统的基本动力学特性,设计了相应的混沌电路。提出了Lorenz超混沌系统的分数阶形式,得出了该分数阶超混沌系统存在混沌吸引子的必要条件,设计了分数阶超混沌电路,并通过数值仿真和电路仿真,得出的结果基本一致,证明了该分数阶超混沌系统是存在的。在这个基础上,提出了含分数导数项的超混沌系统,也设计了该系统的混沌电路,并进行了电路仿真。最后,提出了一个新的分数阶混沌系统,得出了其分数阶系统存在混沌吸引子的必要条件,设计了相对应的混沌电路,同时进行了电路仿真。最后,对混沌保密通信方案进行总结,利用分数阶混沌系统的反馈线性化同步方法实现了分数阶混沌同步电路。本混沌保密通信系统采用混沌掩盖方式,针对混沌信号能量小的弱点进行了改进,将混沌信号放大后再进行加密。经过仿真实验发现这种方法是可行的获得了很好的效果,提高了通信系统的保密性能。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第一章 绪论  11-15
  1.1 混沌理论研究现状及分析  11-12
  1.2 混沌电路实现研究现状  12
  1.3 基于混沌电路的保密通信研究现状  12-14
  1.4 本文研究的目的，意义和主要工作  14-15
第二章 混沌基本理论及典型混沌系统  15-23
  2.1 混沌的基本含义  15
  2.2 混沌的基本特征及分析方法  15-18
    2.2.1 混沌系统的基本特征  15-16
    2.2.2 混沌系统的分析方法  16-18
  2.3 几个典型的混沌系统  18-22
    2.3.1 Lorenz 系统  18-19
    2.3.2 Chen 系统  19-20
    2.3.3 Ro ssler 系统  20-21
    2.3.4 Chen 超混沌系统  21-22
  2.4 混沌信号的产生与控制  22
    2.4.1 混沌信号的产生方法  22
    2.4.2 混沌同步控制方法  22
  2.5 本章小结  22-23
第三章 混沌系统的电路实现方法及其分析  23-38
  3.1 混沌电路的描述  23-24
    3.1.1 混沌电路的定义  23
    3.1.2 混沌电路的特征  23-24
  3.2 混沌电路设计方法  24-30
    3.2.1 混沌电路实现思路  24-25
    3.2.2 实现混沌电路的基本模块  25-27
    3.2.3 Chua 混沌电路分析  27-29
    3.2.4 Lorenz 混沌电路分析  29-30
  3.3 分数阶混沌电路设计方法  30-37
    3.3.1 分数阶微积分定义  30-32
    3.3.2 分数阶混沌系统分析  32-34
    3.3.3 分数阶混沌电路分析  34-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 改进的 Lorenz 混沌系统电路实现  38-51
  4.1 改进的Lorenz 混沌系统分析  38-41
    4.1.1 系统的平衡点稳定性分析  38-39
    4.1.2 系统的分岔  39-41
  4.2 改进的Lorenz 混沌电路实现  41-45
    4.2.1 改进的Lorenz 混沌系统仿真  41-43
    4.2.2 改进的Lorenz 混沌电路设计  43-45
  4.3 改进的分数阶Lorenz 系统分析  45-47
    4.3.1 系统的平衡点稳定性分析  45-46
    4.3.2 改进的分数阶Lorenz 系统仿真  46-47
  4.4 改进的分数阶Lorenz 系统电路设计  47-50
  4.5 本章小结  50-51
第五章 Lorenz 超混沌系统电路设计  51-69
  5.1 Lorenz 超混沌电路实现  51-54
    5.1.1 超混沌系统平衡点分析  51-52
    5.1.2 分岔分析  52-53
    5.1.3 Lorenz 超混沌电路设计  53-54
  5.2 分数阶Lorenz 超混沌电路实现  54-63
    5.2.1 分数阶Lorenz 超混沌系统仿真  55-58
    5.2.2 分数阶Lorenz 超混沌电路设计  58-60
    5.2.3 含分数阶导数项的Lorenz 超混沌电路设计  60-63
  5.3 新的分数阶混沌系统电路实现  63-68
    5.3.1 新的分数阶超混沌系统分析  64-65
    5.3.2 新的分数阶混沌系统数值仿真  65-66
    5.3.3 新的分数阶混沌系统电路设计  66-68
  5.4 本章小结  68-69
第六章 基于混沌同步电路的掩盖保密通信系统设计  69-80
  6.1 混沌掩盖通信系统方案设计  69-73
    6.1.1 混沌保密通信系统方案论证  69-72
    6.1.2 混沌掩盖通信系统方案  72-73
  6.2 混沌掩盖保密通信系统设计  73-78
    6.2.1 分数阶混沌系统的反馈线性化同步  73-74
    6.2.2 分数阶混沌系统的同步电路实现  74-77
    6.2.3 调制电路设计  77-78
    6.2.4 解调电路设计  78
  6.3 实验结果分析  78-79
  6.4 本章小结  79-80
第七章 结束语  80-82
  7.1 总结  80-81
  7.2 展望  81-82
参考文献  82-86
致谢  86-87
附录 攻读学位期间发表论文目录和参加的科研项目  87

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 理论物理学 > 非线性物理学 > 混沌理论
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