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基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制

闫登卫 王丽丹 段书凯

基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制

闫登卫, 王丽丹, 段书凯
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  • 忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件,作为混沌系统的非线性部分,能够提高混沌系统的信号随机性和复杂度.本文基于增广L系统设计了一个三维忆阻混沌系统.仅仅通过改变系统的一个参数,该系统能产生单涡巻、双涡卷和四涡巻的混沌吸引子,说明该系统具有丰富的混沌特性.首先对该忆阻混沌系统的基本动力学行为进行了理论分析和数值仿真,如平衡点稳定性、对称性,Lyapunov指数和维数,分岔图和Poincare截面等.同时,建立了模拟该忆阻混沌系统的SPICE(simulation program with integrated circuit emphasis)电路,给出了不同参数下的电路实验相图,其仿真结果与数值分析相符,从而验证了该忆阻混沌系统的混沌产生能力.由于脉冲同步只在离散时刻传递信息,能量消耗小,同步速度快,易于实现单信道传输,因而在混沌保密通信中更具有实用性.因此,本文从最大Lyapunov指数的角度实现了该忆阻混沌系统的脉冲混沌同步,数值仿真证实了忆阻混沌系统的存在性以及脉冲同步控制的可行性,为进一步研究该忆阻混沌系统在语音保密通信和信息处理中的应用提供了实验基础.
      通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61571372,61672436)、中央高校基本科研业务费(批准号:XDJK2016A001,XDJK2017A005)和重庆市基础科学与前沿技术研究(批准号:cstc2017jcyjBX0050)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-01-03
  • 修回日期:  2018-02-19
  • 刊出日期:  2018-06-05

基于忆阻器的多涡卷混沌系统及其脉冲同步控制

  • 1. 非线性电路与智能信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400715;
  • 2. 西南大学电子信息工程学院, 重庆 400715
  • 通信作者: 王丽丹, ldwang@swu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61571372,61672436)、中央高校基本科研业务费(批准号:XDJK2016A001,XDJK2017A005)和重庆市基础科学与前沿技术研究(批准号:cstc2017jcyjBX0050)资助的课题.

摘要: 忆阻器是一种具有记忆功能和纳米级尺寸的非线性元件,作为混沌系统的非线性部分,能够提高混沌系统的信号随机性和复杂度.本文基于增广L系统设计了一个三维忆阻混沌系统.仅仅通过改变系统的一个参数,该系统能产生单涡巻、双涡卷和四涡巻的混沌吸引子,说明该系统具有丰富的混沌特性.首先对该忆阻混沌系统的基本动力学行为进行了理论分析和数值仿真,如平衡点稳定性、对称性,Lyapunov指数和维数,分岔图和Poincare截面等.同时,建立了模拟该忆阻混沌系统的SPICE(simulation program with integrated circuit emphasis)电路,给出了不同参数下的电路实验相图,其仿真结果与数值分析相符,从而验证了该忆阻混沌系统的混沌产生能力.由于脉冲同步只在离散时刻传递信息,能量消耗小,同步速度快,易于实现单信道传输,因而在混沌保密通信中更具有实用性.因此,本文从最大Lyapunov指数的角度实现了该忆阻混沌系统的脉冲混沌同步,数值仿真证实了忆阻混沌系统的存在性以及脉冲同步控制的可行性,为进一步研究该忆阻混沌系统在语音保密通信和信息处理中的应用提供了实验基础.

English Abstract

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