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分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

贾红艳 陈增强 薛薇

分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

贾红艳, 陈增强, 薛薇
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  • 频域传递函数近似方法不仅是常用的 分数阶混沌系统相轨迹的数值分析方法之一, 而且也是设计分数阶混沌系统电路的主要方法. 应用该方法首先研究了分数阶Lorenz系统的混沌特性, 通过对Lyapunov指数图、分岔图和数值仿真分析, 发现了其较为丰富的动态特性, 即当分数阶次从0.7到0.9以步长0.1变化时, 该分数阶Lorenz系统既存在混沌特性, 又存在周期特性, 从数值分析上说明了在更低维的Lorenz系统中存在着混沌现象. 然后又基于该方法和整数阶混沌电路的设计方法, 设计了一个模拟电路实现了该分数阶Lorenz系统, 电路中的电阻和电容等数值是由系统参数和频域传递函数近似确定的. 通过示波器观测到了该分数阶Lorenz系统的混沌吸引子和周期吸引子的相轨迹图, 这些电路实验结果与数值仿真分析是一致的, 进一步从物理实现上说明了其混沌特性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 11202148); 国家自然科学基金(批准号: 61174094);高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20090031110029)和天津科技大学科学研究基金(批准号: 20110124)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-12
  • 修回日期:  2013-03-11
  • 刊出日期:  2013-07-20

分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

  • 1. 天津科技大学自动化系, 天津 300222;
  • 2. 南开大学自动化系, 天津 300071
    基金项目: 

    国家自然科学基金青年科学基金(批准号: 11202148)

    国家自然科学基金(批准号: 61174094)

    高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20090031110029)和天津科技大学科学研究基金(批准号: 20110124)资助的课题.

摘要: 频域传递函数近似方法不仅是常用的 分数阶混沌系统相轨迹的数值分析方法之一, 而且也是设计分数阶混沌系统电路的主要方法. 应用该方法首先研究了分数阶Lorenz系统的混沌特性, 通过对Lyapunov指数图、分岔图和数值仿真分析, 发现了其较为丰富的动态特性, 即当分数阶次从0.7到0.9以步长0.1变化时, 该分数阶Lorenz系统既存在混沌特性, 又存在周期特性, 从数值分析上说明了在更低维的Lorenz系统中存在着混沌现象. 然后又基于该方法和整数阶混沌电路的设计方法, 设计了一个模拟电路实现了该分数阶Lorenz系统, 电路中的电阻和电容等数值是由系统参数和频域传递函数近似确定的. 通过示波器观测到了该分数阶Lorenz系统的混沌吸引子和周期吸引子的相轨迹图, 这些电路实验结果与数值仿真分析是一致的, 进一步从物理实现上说明了其混沌特性.

English Abstract

参考文献 (33)

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