多涡卷混沌吸引子参数建模及其混沌电路实现研究

发布时间：2018-01-15 04:31

  本文关键词：多涡卷混沌吸引子参数建模及其混沌电路实现研究　出处：《湖南大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：在相对论和量子力学产生之后,人类在物理学上产生了第三次革命  混沌理论的诞生,它架起了一座确定论和概率论之间的桥梁,它改变了人类的科学思维方式。混沌是在确定性系统中产生的在有界区域内看似随机而又无规则的动力学行为,它与其他学科相互渗透、相互促进、共同发展,它在电子工程、信息工程、通信工程、力学工程等领域都有着广泛的应用前景。近二十年来,混沌科学得到了前所未有的发展。由于多涡卷混沌吸引子具有更复杂的结构和动力学行为,学者们利用各种函数产生了一个方向(1-D)、二个方向(2-D)、三个方向(3-D)、高阶多维多涡卷混沌吸引子,并用传统电压放大器设计了相应的多涡卷混沌电路。由于传统电压放大器的固有缺点,使这些混沌电路具有频带窄、转换速率低、工作电压高以及使用有源器件多的缺点。而电流反馈放大器具有带宽-增益积可调、转换速率高、端口特性好的特点,以及它以电流为处理对象,降低电压对其影响不大,从而使其设计的电路实现了频率高、工作电压低、电路结构简单、使用有源器件少的优点。然而,目前的研究状况未能达理想的状态,具体表现在:1-D多涡卷混沌电路结构复杂、使用有源器件多,2-D多涡卷混沌电路研究较少,3-D多涡卷混沌电路还无人涉及。而对多涡卷混沌吸引子参数(宽度、周期、平衡点和转折点)的研究情况是:1-D、2-D多涡卷混沌吸引子参数研究较少,3-D多涡卷混沌吸引子参数研究还无人涉及。本文主要研究了基于电流反馈放大器(Current Feedback Operational Amplifier,缩写CFOA)的1-D、2-D、3-D多涡卷混沌电路以及基于电流反馈放大器的多涡卷混沌吸引子参数(宽度、周期、平衡点、转折点)建模以及其混沌电路实现,其主要内容如下:第1章介绍了多涡卷混沌吸引子产生的方法、多涡卷混沌吸引子的分类,分别介绍了用传统电压放大器、电流反馈放大器、电流传输器设计的多涡卷混沌电路。第2章介绍了电流反馈放大器的电路结构和拓扑结构,分析了电流反馈放大器的增益特性、频率特性、功能电路以及非线性特性。第3章首先介绍了混沌的研究历史、混沌的定义、混沌的特征、混沌的研究方法。然后从Lorenz系统入手,找到一个新混沌系统,从理论上分析了新混沌吸引子,包括平衡点的稳定性,混沌吸引子的耗散性、庞加莱图、李亚谱诺夫指数谱、分岔图、波形图、功率谱等,设计了一个混沌电路,用电路仿真验证了电路设计的正确性,介绍了一种同步方法,用此同步方法解决了新混沌系统的同步问I题,设计了一个同步电路,也用电路仿真验证了同步电路设计的正确性。第4章针对目前主要采用传统电压放大器设计的1-D、2-D、3-D以及高阶多涡卷混沌电路,其缺陷是使用有源器件多、电路结构复杂、工作频率低。而用电流反馈放大器设计的1-D多涡卷混沌电路,虽然提高了电路的工作频率,但其电路结构仍较复杂、使用有源器件较多。而用电流反馈放大器设计的2-D多涡卷混沌电路研究较少,用电流反馈放大器设计的3-D多涡卷混沌电路研究还无人涉及。这章首先用一个电流反馈放大器实现了非线性函数单元电路,非线性函数序列电路通过单元电路并联而成,在此基础上,分别仅用一种电流反馈放大器设计了1-D、2-D、3-D多涡卷混沌电路,这些电路具有电路结构简单、使用有源器件少、工作频率高的特点,也使基于电流反馈放大器的电路所产生的多涡卷混沌吸引子从1-D、2-D发展到3-D,也由于仅用一种电流反馈放大器设计电路,便于使多涡卷混沌电路芯片化。第5章针对1-D、2-D多涡卷混沌吸引子参数(宽度、周期、平衡点和转折点)研究较少,以及3-D多涡卷混沌吸引子参数研究还无人涉及。本章根据基于电流传输器的1-D多涡卷混沌吸引子参数以及基于传统电压放大器的2-D多涡卷混沌吸引子参数模型。首先研究了基于电流反馈放大器的1-D多涡卷混沌吸引子参数模型,给出了各参数计算公式,分别计算出各参数的数值,通过数值仿真验证各参数计算值的正确性,用电流反馈放大器设计出了电路结构简单、使用有源器件少、工作频率高的1-D多涡卷混沌电路。其次研究了基于电流反馈放大器的2-D多涡卷混沌吸引子参数模型,也给出了各参数计算公式,分别计算出各参数的数值,通过数值仿真验证各参数计算值的正确性,用电流反馈放大器设计出了电路结构简单、使用有源器件少、工作频率高的2-D多涡卷混沌电路。在1-D、2-D多涡卷混沌吸引子参数模型的研究基础上,研究了基于电流反馈放大器的3-D多涡卷混沌吸引子参数模型,推导出了各参数计算公式,分别计算出各参数的数值,通过数值仿真验证各参数计算值的正确性,用电流反馈放大器设计出电路结构简单、使用有源器件少、工作频率高的3-D多涡卷混沌电路,使基于电流反馈放大器的多涡卷混沌吸引子参数模型从1-D到2-D、3-D得到了一系列研究,使多涡卷混沌吸引子描述更准确,以便多涡卷混沌在实际工程中能更好地应用。
[Abstract]:鍦ㄧ浉瀵硅�哄拰閲忓瓙鍔涘�︿骇鐢熶箣鍚，

本文编号：1426818