[發明專利]基于Lorenz型系統的分數階四個系統自動切換混沌系統方法及模擬電路

有效

• 申請號: 201210367623.3
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102916802A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 王忠林;胡波;劉澤專
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于Lorenz型系統的分數階四個系統自動切換混沌系統的方法，其特征是在于，包括以下步驟：

（1）根據Lorenz型混沌系統I為：

dx/dt=a(y-x)dy/dt=bx+cy-xzdz/dt=|x|-hz---I,a=20,b=14,c=10.6,h=2.8]]>

（2）根據Lorenz型混沌系統II為：

dx/dt=a(y-x)dy/dt=bx+cy-xzdz/dt=|y|-hz---II,a=20,b=14,c=10.6,h=2.8]]>

（3）根據混沌系統構造符號函數III和IV為：

sign(x)=1x≥0-1x<0---III]]>

sign(y)=1y≥0-1y<0---IV]]>

（4）根據Lorenz型混沌系統V為：

dx/dt=a(y-x)dy/dt=bx+cy-xzdz/dt=xsign(y)-hz---V,a=20,b=14,c=10.6,h=2.8]]>

（5）根據Lorenz型混沌系統VI為：

dx/dt=a(y-x)dy/dt=bx+cy-xzdz/dt=ysign(x)-hz---VI,a=20,b=14,c=10.6,h=2.8]]>

（6）根據混沌系統構造選擇函數VII為：

f(xy)=|x|x≥0,y≥0xsign(y)x≥0,y<0ysign(x)x<0,y≥0|y|x<0,y<0---VII]]>

（7）根據系統I,II,V,VI和選擇函數VII構造一個Lorenz型四個系統自動切換混沌系統IX

dx/dt=a(y-x)dy/dt=bx+cy-xzdz/dt=f(xy)-hz---IX,a=20,b=14,c=10.6,h=2.8]]>

（8）根據系統IX構造一個Lorenz型分數階四個系統自動切換混沌系統X

dqx/dtq=a(y-x)dqy/dtq=bx+cy-xzdqz/dtq=f(xy)-hz---X,0<q<1,a=20,b=14,c=10.6,h=2.8]]>

(9)按照混沌系統X構造模擬電路系統，利用電壓比較器U7獲得兩個模擬的高低電平，x>=0或x<0及y>=0或y<0，作為模擬開關U6的控制輸入，根據x>=0、y>=0,x>0、y<0，x<0、y>=0和x<0、y<0四種不同情況，實現f(xy)的不同輸出，從而實現四個系統自動切換的混沌系統IX，再通過分數階積分實現混沌系統X，運算放大器U1、運算放大器U2、運算放大器U?3、運算放大器U5、運算放大器U8采用LF347，乘法器U4、乘法器U9、乘法器U10采用AD633JN，模擬開關U6采用ADG409，電壓比較器U7采用LM139;

所述運算放大器U1的第1引腳通過電阻Rx與第2引腳相接，通過電阻R1與第6引腳相接，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻Rc11與電容C11的并聯，再接電阻Rc12與電容C12的并聯，又接電阻Rc13與電容C13的并聯后接第7引腳，第7引腳通過電阻R13接第13引腳，通過電位器R22接U2的第2引腳，接U4的第1引腳，通過電阻Ra1接U5的第2引腳，接U7的第5引腳，接U8的第2引腳，接U9的第1引腳，第8引腳通過電阻R25接第9引腳，第13引腳通過電阻R14接第14引腳，第14引腳通過電位器R11接第2引腳;

所述運算放大器U2的第1引腳通過電阻Ry與第2引腳相接，通過電阻R2與第6引腳相接，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻Rc21與電容C21的并聯，再接Rc22與電容C22的并聯，又接Rc23與電容C23的并聯后接第7引腳，第7引腳通過電位器R23與第2引腳相連，通過電阻的R24接U1的第9引腳，通過電位器R12接U1的第2引腳，通過Ra6接U5的第11引腳，接U7的第11引腳，接U8的第13引腳,接U10的第1引腳，第8引腳通過電阻R33接第13引腳，先接Rc31與電容C31的并聯，再接Rc32與電容C32的并聯，又接電阻Rc33與電容C33的并聯后接第9引腳，第13引腳通過電阻R34接第14引腳，第14引腳通過電位器R32接U3的第2引腳，接U4的第3引腳；

所述運算放大器U3第1引腳通過電阻Rz與第2引腳相接，通過電阻R3與U2的第9引腳相接，U3第2引腳通過R32接U2的14引腳，第3引腳接地，第4引腳接VCC，第5引腳、第6引腳、第7引腳、第8引腳、第9引腳、第10引腳、第12引腳、第13引腳、第14引腳懸空，第11引腳接VEE；

所述乘法器U4的第1引腳接U1的第7引腳，第3引腳接U2的第14引腳，第2、4、6引腳均接地，第5引腳接VEE，第7引腳接通過電阻R21接U2的第2引腳，第8引腳接VCC；

所述運算放大器U5的第1引腳通過二極管D3接第2引腳，第2引腳通過電阻Ra1接U1的第7引腳，通過電阻Ra2和二極管D4的串聯接第1引腳，通過電阻Ra1和電阻Ra5的串聯接第6引腳，通過電阻Ra3接第6引腳，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳通過電阻Ra4接第7引腳，第7引腳接U6的第6引腳，第8引腳接U6的第4引腳，通過電阻Ra9接第9引腳，第9引腳通過電阻Ra8和二極管D6的串聯接第14引腳，第13引腳通過電阻Ra7和二極管D6的串聯接第14引腳，第14引腳通過二極管D5接第13引腳；

所述模擬開關U6的第1引腳U7的第2引腳，第2引腳、第14引腳接正14V電源，第3引腳接負14V電源，第4引腳接U10的第7引腳，第5引腳接U5的第8引腳，第6引腳接U9的第7引腳，第7引腳接U5的第7引腳，第8引腳通過電位器R?31接U3的第2引腳，第9引腳，第10引腳，第11引腳，第12引腳，第13引腳懸空，第15引腳接地，第16引腳接U7的第13引腳；

所述電壓比較器U7的第1引腳、第6引腳、第7引腳、第8引腳、第9引腳、第14引腳懸空，第2引腳通過電阻R01接正14V電源，通過二極管D1和電阻R02的串聯接地，第13引腳通過電阻R03接正14V電源，通過二極管D2和電阻R03的串聯接地；

所述運算放大器U8的第1引腳通過電阻Rs?1接第6引腳，第2引腳接U1的第7引腳，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳通過電阻Rs2接第7引腳，第7引腳接U10的第3引腳，第8引腳接U9的第3引腳，第9引腳通過電阻Rs3接第14引腳，第13引腳接U2的第7引腳；

所述乘法器U9的第1引腳接U1的第7引腳，第3引腳接U8的第8引腳，第2引腳、第4引腳、第6引腳接地，第5引腳接VEE，第7引腳接U6的第6引腳，第8引腳接VCC；

所述乘法器U10的第1引腳接U2的第7引腳，第3引腳接U8的第7引腳，第2引腳、第4引腳、第6引腳接地，第5引腳接VEE，第7引腳接U6的第4引腳第8引腳接VCC。

2.基于Lorenz型系統的分數階四個系統自動切換模擬電路，其特征是在于，由運算放大器U1、運算放大器U2、運算放大器U3、運算放大器U5、運算放大器U8與乘法器U4、乘法器U9、乘法器U10及電壓比較器U7和模擬開關U6組成，所述運算放大器U1連接電壓比較器U7，運算放大器U5、運算放大器U8，乘法器U4，運算放大器U2，所述運算放大器U2連接運算放大器U1、運算放大器U5、電壓比較器U7、運算放大器U8，所述運算放大器U3連接運算放大器U2，乘法器U4，所述運算放大器U5連接模擬開關U6，所述電壓比較器U7連接模擬開關U6，所述運算放大器U8連接運算放大器U5、乘法器U9、乘法器U10，所述乘法器U9連接模擬開關U6，所述乘法器U10連接模擬開關U6；

所述運算放大器U1的第1引腳通過電阻Rx與第2引腳相接，通過電阻R1與第6引腳相接，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻Rc11與電容C11的并聯，再接電阻Rc12與電容C12的并聯，又接電阻Rc13與電容C13的并聯后接第7引腳，第7引腳通過電阻R13接第13引腳，通過電位器R22接U2的第2引腳，接U4的第1引腳，通過電阻Ra1接U5的第2引腳，接U7的第5引腳，接U8的第2引腳，接U9的第1引腳，第8引腳通過電阻R25接第9引腳，第13引腳通過電阻R14接第14引腳，第14引腳通過電位器R11接第2引腳;

所述運算放大器U2的第1引腳通過電阻Ry與第2引腳相接，通過電阻R2與第6引腳相接，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻Rc21與電容C21的并聯，再接Rc22與電容C22的并聯，又接Rc23與電容C23的并聯后接第7引腳，第7引腳通過電位器R23與第2引腳相連，通過電阻的R24接U1的第9引腳，通過電位器R12接U1的第2引腳，通過Ra6接U5的第11引腳，接U7的第11引腳，接U8的第13引腳,接U10的第1引腳，第8引腳通過電阻R33接第13引腳，先接Rc31與電容C31的并聯，再接Rc32與電容C32的并聯，又接電阻Rc33與電容C33的并聯后接第9引腳，第13引腳通過電阻R34接第14引腳，第14引腳通過電位器R32接U3的第2引腳，接U4的第3引腳；

所述運算放大器U3第1引腳通過電阻Rz與第2引腳相接，通過電阻R3與U2的第9引腳相接，U3第2引腳通過R32接U2的14引腳，第3引腳接地，第4引腳接VCC，第5引腳、第6引腳、第7引腳、第8引腳、第9引腳、第10引腳、第12引腳、第13引腳、第14引腳懸空，第11引腳接VEE；

所述乘法器U4的第1引腳接U1的第7引腳，第3引腳接U2的第14引腳，第2、4、6引腳均接地，第5引腳接VEE，第7引腳接通過電阻R21接U2的第2引腳，第8引腳接VCC；

所述運算放大器U5的第1引腳通過二極管D3接第2引腳，第2引腳通過電阻Ra?1接U1的第7引腳，通過電阻Ra2和二極管D4的串聯接第1引腳，通過電阻Ra1和電阻Ra5的串聯接第6引腳，通過電阻Ra3接第6引腳，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳通過電阻Ra4接第7引腳，第7引腳接U6的第6引腳，第8引腳接U6的第4引腳，通過電阻Ra9接第9引腳，第9引腳通過電阻Ra8和二極管D6的串聯接第14引腳，第13引腳通過電阻Ra7和二極管D6的串聯接第14引腳，第14引腳通過二極管D5接第13引腳；

所述模擬開關U6的第1引腳U7的第2引腳，第2引腳、第14引腳接正14V電源，第3引腳接負14V電源，第4引腳接U10的第7引腳，第5引腳接U5的第8引腳，第6引腳接U9的第7引腳，第7引腳接U5的第7引腳，第8引腳通過電位器R?31接U3的第2引腳，第9引腳，第10引腳，第11引腳，第12引腳，第13引腳懸空，第15引腳接地，第16引腳接U7的第13引腳；

所述電壓比較器U7的第1引腳、第6引腳、第7引腳、第8引腳、第9引腳、第14引腳懸空，第2引腳通過電阻R01接正14V電源，通過二極管D1和電阻R02的串聯接地，第13引腳通過電阻R03接正14V電源，通過二極管D2和電阻R03的串聯接地；

所述運算放大器U8的第1引腳通過電阻Rs1接第6引腳，第2引腳接U1的第7引腳，第3引腳、第5引腳、第10引腳、第12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳通過電阻Rs2接第7引腳，第7引腳接U10的第3引腳，第8引腳接U9的第3引腳，第9引腳通過電阻Rs3接第14引腳，第13引腳接U2的第7引腳；

所述乘法器U9的第1引腳接U1的第7引腳，第3引腳接U8的第8引腳，第2引腳、第4引腳、第6引腳接地，第5引腳接VEE，第7引腳接U6的第6引腳，第8引腳接VCC；

所述乘法器U10的第1引腳接U2的第7引腳，第3引腳接U8的第7引腳，第2引腳、第4引腳、第6引腳接地，第5引腳接VEE，第7引腳接U6的第4引腳第8引腳接VCC。