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混沌电路的实验及同步研究

作　者: 张洁
导　师: 杨志民
学　校: 西北师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 混沌电路电路实验混沌同步
分类号: TM13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 249次
引　用: 2次
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内容摘要

混沌电路理论是现代非线性科学的一个重要分支。混沌电路的研究主要包括混沌电路理论的研究和应用研究。在这两者之间,混沌电路的实验起着至关重要的作用。由于混沌的初值敏感性,使其在电路设计中对元件的精度要求较高,因此混沌电路的硬件实现较为困难。目前人们对混沌系统的理论研究比较多,而硬件电路的实现较少。有些混沌电路在理论上是成立的,但不一定能够用硬件电路实现。特别是对一些较大的混沌系统进行实际电路的模块化设计和实现更加困难。本论文在对混沌理论进行深入研究的基础上,主要完成了以下工作:1.针对现有的几类典型的混沌系统的特征,总结它们的规律,设计并制做了混沌综合实验电路装置。利用该综合实验电路装置,可以实现多个混沌电路的实验。综合实验电路装置具有以下功能:(1)可以根据所学的混沌电路知识,自行设计各种不同类型的混沌电路。(2)可以测量非线性电路单元的非线性伏安特性曲线。(3)可以观察和测量各种自行设计的混沌电路的波形图或相图(包括不动点、周期、混沌等)。(4)能够观察和测量混沌演变过程。2.对Jerk系统和Lorenz系统族进行了电路设计,并利用自己设计的综合实验电路装置对它们进行硬件电路实验。对上述系统利用数值计算软件MATLAB进行了数值计算,用电路设计仿真软件EWB做了电路仿真,最后通过硬件电路做了实验。数值计算、电路仿真和实验测试的结果吻合的比较好,证明了设计和实验的正确性。3.提出了利用非线性反馈控制实现两个异结构混沌系统同步的方法,并做了仿真。仿真结果表明该结论的正确性。本文所设计和实现的混沌综合实验电路装置对于混沌电路的实验研究以及非线性电路的教学有一定的实用价值。论文选题具有一定的理论意义和应用前景。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 混沌学综述  9-10
  1.2 混沌电路的研究现状  10-11
  1.3 混沌同步的研究现状  11-12
  1.4 论文的主要研究工作和安排  12-14
第二章混沌理论基础  14-22
  2.1 混沌的定义  14-15
  2.2 混沌的基本特征  15-17
  2.3 混沌理论的基本概念  17-18
  2.4 混沌运动的分析  18-21
  2.5 本章小结  21-22
第三章若干典型混沌系统的电路及其分析  22-49
  3.1 混沌电路概述  22-23
  3.2 混沌综合实验电路装置的设计与实现  23-28
    3.2.1 混沌综合实验电路装置的设计  23-25
    3.2.2 混沌综合实验电路装置的硬件实现  25-28
  3.3 Jerk 系统  28-38
    3.3.1 Jerk 系统实验1  29-32
    3.3.2 Jerk 系统实验2  32-35
    3.3.3 Jerk 系统实验3  35-38
  3.4 Lorenz 系统族  38-48
    3.4.1 Lorenz 系统  38-43
    3.4.2 陈关荣方程  43-45
    3.4.3 吕金虎方程  45-48
  3.5 本章小结  48-49
第四章混沌系统的同步  49-61
  4.1 混沌同步概述  49
  4.2 混沌同步的定义  49-50
  4.3 混沌同步的方法  50-53
    4.3.1 驱动—响应同步法  50-52
    4.3.2 主动—被动同步法  52
    4.3.3 耦合同步法  52
    4.3.4 连续变量反馈同步法  52-53
    4.3.5 自适应同步法  53
    4.3.6 其它同步法  53
  4.4 非线性反馈控制方法实现异结构混沌系统之间的同步  53-60
    4.4.1 混沌系统特性分析  54-55
    4.4.2 非线性反馈法控制同步  55-57
    4.4.3 系统同步仿真结果  57-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章总结与展望  61-63
  5.1 本论文所做工作的总结  61
  5.2 本论文工作的局限性  61-62
  5.3 展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的论文与科研成果  67

混沌电路的实验及同步研究

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