[發明專利]單參數魯棒混沌信號源

有效

• 申請號: 201210081151.5
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102611388A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 包伯成;鄒凌;馬正華;段仲麒;吳志敏;儲開斌
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H03B29/00
• 分類號: H03B29/00;H03D3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種混沌信號源，具體是單個控制參數、且系統最大李雅譜諾夫指數和混沌軌跡動態范圍線性可調的自治連續魯棒混沌信號源。

背景技術

普通信號源可以產生波形各異的周期信號，已廣泛應用于信息工程領域。周期信號的特點是便于調制與解調的同步，但不利于信息加密等特殊領域的要求。混沌信號具有內在隨機性、初值敏感性、寬帶、遍歷性和有界性等特點，能夠產生類似白噪聲的寬帶信號，因此混沌信號在信息加密、保密通信和混沌雷達等領域有著廣泛的應用前景。混沌信號源是基于混沌應用的各類信息系統調制解調的重要組成部分，電路實現混沌信號動態范圍和系統最大李雅譜諾夫指數線性可調、動力學特性具有混沌魯棒穩定性的信號源具有重要的理論意義和應用價值。

自1963年美國麻省理工學院著名氣象學家Lorenz提出第一個混沌系統以來，國內外眾多學者提出并構造了大量的混沌系統。近十年來，Sprott等人基于窮舉法借助計算機仿真技術找到了一類具有Jerk方程形式的低維混沌系統，其系統代數方程簡單，非線性項形式多樣，具有豐富的動力學特性，且電路易于實現。這些混沌系統一般在調節系統參數時動力學特性將會發生變化，即使在局部調節參數時系統的動力學特性變化不大，但也難以確保輸出混沌信號的動態范圍和系統最大李雅譜諾夫指數呈現線性變化。

已有的發明成果或文獻成果報道了混沌信號源或混沌系統具有動態范圍線性可調、且系統具有恒等最大李雅譜諾夫指數的動力學特性，但它們一般均是非自治混沌信號源或混沌系統。例如中國專利申請號為201010300420.3、名稱為“動態幅度線性可調的混沌信號源”，它可實現混沌信號的動態范圍線性可調，但它是一個非自治混沌信號源，激勵直流信號的動態幅度增大，其輸出混沌信號的動態幅度也隨著增大，但系統最大李雅譜諾夫指數不能線性可調，且系統其它兩個參數動力學范圍較窄，不能獲得較寬參數范圍內的魯棒混沌信號，因此，無法實現一個既動態范圍線性可調、又系統最大李雅譜諾夫指數線性可調、且系統動力學特性具有混沌魯棒穩定性的自治混沌信號源。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的缺陷而提供一種既動態范圍線性可調、又系統最大李雅譜諾夫指數線性可調、且系統動力學特性具有混沌魯棒穩定性的混沌信號源。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：包括X電路通道、Y電路通道和Z電路通道，X電路通道包括第一積分電路、設于第一積分電路前級的第一增益電路以及設于第一增益電路前級的第一減法器，第一積分電路的輸出反饋到第一減法器的正端；Y電路通道包括第二積分電路、設于第二積分電路后級的第二增益電路、設于第二積分電路前級的第二減法器、設于第二減法器前級的第四增益電路以及設于第四增益電路前級的第一乘法器；第二積分電路的輸出反饋到第二增益電路的輸入端和反饋到第一減法器的負端；第二增益電路的輸出端與第二減法器的負端相連；第一積分電路的輸出反饋到第一乘法器的一端；Z電路通道包括第三積分電路、設于第三積分電路前級的第三減法器、設于第三積分電路后級的第三增益電路、設于第三減法器前級的第五增益電路以及設于第五增益電路前級的第二乘法器；第三積分電路的輸出反饋到第三增益電路的輸入端和反饋到第一乘法器的另一端；第三增益電路的輸出端與第三減法器的負端相連；第一積分電路的輸出分別反饋到第二乘法器的一端和另一端；第一、第二、第三積分電路分別輸出三個狀態變量x、?y、z；第一增益電路的增益為單參數a，第二增益電路的增益為2a，第三增益電路的增益為0.5a。

本發明的積極效果：

1、本發明實現了一個既動態范圍線性可調、又系統最大李雅譜諾夫指數線性可調、且系統動力學特性具有混沌魯棒穩定性的混沌信號源。該混沌信號源為含有兩個二次非線性項的常系數微分方程形式的三維自治混沌系統，可產生拓撲結構較為復雜的混沌吸引子，隨著線性調節參數的變化，混沌信號源生成的混沌吸引子的動態范圍呈線性變化，且系統最大李雅譜諾夫指數也呈線性變化，具有無周期窗和陣發混沌等行為的混沌魯棒性。