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《南京理工大学》 2009年
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混沌系统电路实现研究

陈谡  
【摘要】: 混沌是确定性非线性系统中产生的一种伪随机行为,呈现初值敏感性。随着混沌理论在通信与雷达等工程领域得到日渐广泛地应用,构建实际的混沌系统,产生混沌信号成为近来研究领域的一个热点。混沌系统的实现为混沌理论应用奠定了重要的基础,并推动了混沌理论研究的进一步发展。 本文在介绍典型混沌系统方程、相轨图等基本动力学特性的基础上,归纳和整理了混沌系统中非线性实现的常见手段,给出了其电路实现的具体方法,并综合阐述了混沌系统的模拟实现方案和基于FPGA的数字实现方案。 接着,通过模拟电路实现了一个新的混沌系统,这个系统的非线性项为绝对值函数,随着参数的变化具有恒定的Lyapunov指数谱。此外,我们还利用模拟电路实现了一个新的超混沌系统,该系统不仅含有绝对值非线性项,同时还含有乘积项这个最基本的非线性项。通过这两个混沌系统的模拟电路实现,验证了模拟电路实现混沌系统的一般方法,也推进了对于恒Lyapunov指数混沌系统和超混沌系统的深入研究。 最后,以可编程逻辑器件现场可编程门阵列(FPGA)作为硬件电路的主体,基于数字电路平台,通过对连续混沌系统实施离散化操作,实现了两个混沌系统。包括了离散化的Lorenz混沌系统和离散化的恒Lyapunov指数谱混沌系统。采用Simulink的DSPBuilder工具箱对离散化的连续混沌系统进行建模,通过编译,将其转换为硬件描述语言VHDL。然后通过Altera公司的开发工具QuartusⅡ对电路设计进行了综合与验证,证明了FPGA硬件电路实现混沌系统的正确性与可行性。 基于模拟方式或数字方式得到的电路可用于任意混沌系统的实现,这些工作为混沌理论的进一步研究提供了实验手段,并为混沌的工程应用提供了实际的实验平台。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O415.5

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 汤小民;混沌序列分析、数字化及FPGA电路实现[D];云南大学;2011年
2 黄露;混沌和超混沌系统的电路实现及同步控制研究[D];湖南大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张钰;禹思敏;刘明华;;用FPGA技术产生多涡卷超混沌吸引子的研究[J];电路与系统学报;2007年01期
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3 方锦清;高科技发展的新领域——驾驭混沌的应用前景[J];科技导报;2003年10期
4 卞丽雅;戴青云;李亚;刘庆;曹江中;;连续Lorenz混沌系统的DSP硬件实现[J];微计算机信息;2007年23期
5 李春彪;王翰康;黄新民;;一种类Lorenz系统的变形与超混沌实现[J];微计算机信息;2009年22期
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7 李春彪;王德纯;;一种恒Lyapunov指数谱混沌吸引子及其Jerk电路实现[J];物理学报;2009年02期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 邹健;胡岗;;从三维环面到混沌[J];北京师范大学学报(自然科学版);1987年02期
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8 刘大禾;;体积全息图衍射效率的极限问题[J];北京师范大学学报(自然科学版);1991年01期
9 高军杨;杨存基;;涉及重整化变换的有理映照族[J];北京师范大学学报(自然科学版);2010年01期
10 司建国;;关于Feigenbaum函数方程的解析解[J];滨州师专学报;1991年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 梁翠香;唐驾时;;一类混沌系统的平衡点和周期轨道控制[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
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6 焉德军;朱伟勇;;一类区间迭代映射的混沌控制[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
7 王兴元;谭贵霖;;Liley模型的模拟EEG信号的非线性预测和分析[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集(第2卷)[C];2005年
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9 陆园园;薛镭;;基于复杂性理论的企业集群演进研究——以滕州机床集群为例[A];第四届(2009)中国管理学年会——组织与战略分会场论文集[C];2009年
10 陆园园;薛镭;;基于复杂性理论的企业集群演进研究——滕州机床集群案例研究[A];第五届(2010)中国管理学年会——组织与战略分会场论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 胡爱花;混沌同步的有关问题研究[D];江南大学;2010年
4 周茜;混沌理论及应用若干问题的研究[D];南开大学;2010年
5 吴文娟;复杂混沌系统的存在性及动力学特性分析[D];南开大学;2010年
6 徐旭林;社会群体行为建模及其动力学分析[D];南开大学;2010年
7 贾红艳;混沌与超混沌系统模型分析及模拟电路研究[D];南开大学;2010年
8 魏恒东;混沌直扩信号检测与混沌同步研究[D];电子科技大学;2010年
9 潘林;一类混沌系统的同步与控制方法研究[D];东华大学;2010年
10 刘鹏;基于超混沌的数字加密及复杂网络同步技术研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武文宾;冲击地压的非线性岩梁混沌动力学分析[D];山东科技大学;2010年
2 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
3 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
4 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
5 许红珍;不确定混沌系统同步方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 孙鹏;几类典型混沌系统的同步与反同步[D];大连理工大学;2010年
8 赵宾;几类自治混沌系统的控制与同步方案研究[D];大连理工大学;2010年
9 刘荣;基于不同方案的混沌函数投影同步探究[D];大连理工大学;2010年
10 屈元举;新混沌系统的动力学研究及其电路仿真[D];江西师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于银辉,刘卫东;两种混沌扩频序列平衡性分析[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年03期
2 朱志良,吴艳芹,刘向东,朱伟勇;中间多比特量化混沌扩频序列及其性能分析[J];东北大学学报;2002年08期
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4 黄露;唐驾时;符文彬;;异结构超混沌系统动力学分析和同步控制策略研究[J];动力学与控制学报;2012年01期
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6 孙云山,赵东风,余江,李剑;混沌序列码实现方法及应用[J];电路与系统学报;2003年04期
7 张宇眉;赵东风;;混沌跳频序列实现及WLAN中的应用[J];电路与系统学报;2008年02期
8 戴旭初,徐佩霞;混沌同步的方法及其若干问题[J];电路与系统学报;1998年01期
9 赵春明,尤肖虎,程时昕;混沌序列的数字发生及其在通信中的应用[J];东南大学学报;1995年S1期
10 王亥,胡健栋;Logistic-MaP混沌扩频序列[J];电子学报;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 韦鹏程;混沌伪随机序列及其应用研究[D];重庆大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 刘斌;基于混沌的伪随机序列产生及其实现[D];电子科技大学;2006年
2 周悦;混沌数字序列及其在扩频通信中的应用[D];苏州大学;2006年
3 舒冰清;混沌序列及其在扩频通信中的应用研究[D];西南交通大学;2007年
4 孙德元;混沌直扩系统的设计与仿真[D];哈尔滨工业大学;2007年
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6 林若波;基于混沌理论的信号发生器的研究与设计[D];湖南大学;2009年
7 李骥东;混沌直扩通信系统仿真与分析[D];电子科技大学;2009年
8 于崛;实值混沌直扩通信系统的研究[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 焦明若,刘宝恒;分维理论在水氡分析中的应用[J];地震;1996年02期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩春艳;薛华;;一个新的混沌系统的设计及其电路实验验证[J];滨州学院学报;2010年03期
2 吴琴琴;王光义;;一个改进的混沌系统及其LabVIEW实现[J];杭州电子科技大学学报;2010年02期
3 李国辉;李亚安;杨宏;;基于LabView的Jerk混沌系统的实现[J];核电子学与探测技术;2010年03期
4 王忠林;;一个混沌系统设计及其FPGA电路实现[J];滨州学院学报;2008年06期
5 薛薇;郭彦岭;陈增强;;永磁同步电机的混沌分析及其电路实现[J];物理学报;2009年12期
6 鲁放;高红军;李剑;任丽娟;;井下仪器通用数据采集传输模块设计[J];石油仪器;2009年01期
7 庞青芳;王光义;;一个新的多涡卷混沌系统的设计与硬件实现[J];杭州电子科技大学学报;2009年03期
8 徐强;包伯成;胡文;杨晓云;;数字实现混沌系统的建模、仿真与实验[J];计算机工程与设计;2010年15期
9 马祥春;邹宏新;沈咏;田成林;;基于现场可编程门阵列的数字化自动锁相技术研究[J];光学学报;2011年07期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱会宾;崔宝同;;一类混沌系统的脉冲控制与同步[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
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4 刘芬;王仁明;;Chen混沌系统的脉冲控制[A];湖北省机械工程学会青年分会2006年年会暨第2届机械学院院长(系主任)会议论文集(上)[C];2006年
5 田蕾;张家树;;基于密钥的混沌数字水印方法[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
6 蒲兴成;;两类混沌系统观测器的推广形式[A];2007系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2007年
7 王东晓;李广成;;单控制器同步一自治系统[A];第二届中国智能计算大会论文集[C];2008年
8 闵富红;单梁;王执铨;;分数阶Qi混沌系统投影同步和电路实现[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
9 杨晓松;;系统的混沌行为及其控制特征[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
10 张丽清;徐宝民;刘永清;;混沌动力系统不稳定周期轨道的强磁控制[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 成都 青化;LED阵列和模拟电路不要共用电源[N];电子报;2007年
2 四川机电技术学校 董维;EWB在《模拟电路》《数字电路》教学中的应用[N];电子报;2007年
3 徐岩 编译;LED阵列的电源不能与模拟电路共用[N];电子报;2010年
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5 本报记者 常丽君;数字化并非处处适用[N];科技日报;2011年
6 赵艳秋;应对65nm设计三大挑战[N];中国电子报;2010年
7 记者 杨晓;“就像乔丹教人打篮球”[N];四川日报;2006年
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9 本报记者 刘华;核心技术入蓉 我们放心[N];成都日报;2006年
10 郸城 李西亮;自激的产生与消除[N];电子报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 王云峰;基于混沌的密码算法及关键技术研究[D];浙江大学;2006年
4 李自强;连续混沌系统的同步问题研究[D];中国海洋大学;2009年
5 周鸾杰;混沌同步控制研究及其在保密通信中的应用[D];大庆石油学院;2010年
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7 陈祖云;煤与瓦斯突出前兆的非线性预测及支持向量机识别研究[D];中国矿业大学;2009年
8 高岩波;奇异系统的无源性与混沌系统的同步分析[D];华东师范大学;2010年
9 许小可;基于非线性分析的海杂波处理与目标检测[D];大连海事大学;2008年
10 潘林;一类混沌系统的同步与控制方法研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈谡;混沌系统电路实现研究[D];南京理工大学;2009年
2 马冬玲;Gauss白噪声相位对几类混沌系统的抑制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 唐婷婷;混沌同步及其在保密通信中的应用[D];湖南科技大学;2010年
4 刘华艳;耦合混沌系统广义同步研究[D];郑州大学;2010年
5 郭星灿;适合雷达探测的混沌信号产生以及预处理算法研究[D];电子科技大学;2010年
6 樊冰;几种典型混沌同步方法的研究[D];大连理工大学;2011年
7 李辉辉;新混沌系统及其序列加密[D];燕山大学;2010年
8 孔志强;混沌系统的控制研究[D];西安理工大学;2003年
9 张青;几个混沌系统的控制与自适应同步[D];重庆大学;2010年
10 王铁邦;混沌系统的耦合同步[D];广西大学;2001年
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