混沌同步及其在保密通信中的应用

【摘要】：混沌现象广泛存在于客观世界中。对混沌现象的认识是非线性科学最重要的成就之一。随着对混沌现象研究的不断深入，混沌控制成为这一领域的前沿课题。本文对混沌系统的同步及其在保密通信中的应用进行了深入的研究。具体内容如下： 首先，本文系统地介绍了混沌的基本概念和定义，混沌的主要特征，刻划混沌的测度，研究混沌的方法，并讨论了把混沌系统应用于保密通信的理论依据和方法，为混沌同步问题能够更加深入、系统地进行研究奠定了基础。 其次，本文对混沌系统的同步问题进行了研究。主要的结果有：(1)利用Lyapunov稳定性理论，提出了采用自适应和极点配置相结合的方法对控制器进行设计；同时基于自适应辨识理论对响应系统的参数等进行自适应调整。该方法有效地实现了混沌系统的同步，且对参数失配和噪声干扰有一定的鲁棒性。相对于单纯的自适应反馈控制，参数自适应辨识调整的引入加快了同步的速度，提高了系统的鲁棒性。(2)基于观测器的思想，设计受控系统和参数辨识率，实现了混沌系统的同步。该同步系统对随机扰动有一定的鲁棒性；另外，该方法无需计算混沌系统同步的条件李亚普诺夫指数，且可以适当地调整观测器的参数，使其更好地满足一定性能指标的要求；(3)根据变结构控制的原理和结合混沌同步问题的特殊性，即滑模区在平衡点处的厚度为零和达到平衡点时控制器的输出为零的要求，设计了一种基于变结构控制方法的混沌同步策略。 最后，本文研究了混沌系统在保密通信中的应用问题。主要的结果有：(1)设计了基于观测器的保密通信策略。所设计的混沌保密通信系统对信道噪声等有一定的鲁棒性，具有一定的保密性和实用性。(2)基于自适应控制的思想，设计了保密通信策略。该策略对噪声干扰有一定的鲁棒性。