本文關鍵詞：基于磁控型憶阻器的混沌電路設計及其應用

  更多相關文章： 磁控型憶阻器 憶阻器混沌 動力學分析 SPICE設計 滑模變結構控制 語音保密通信 Boost變換器

【摘要】：隨著全球信息化的飛速發(fā)展,各種信息大量涌現(xiàn),但隨之而來的信息安全問題已成為一個重要的挑戰(zhàn)性課題�；煦缡怯纱_定的非線性系統(tǒng)產生的一種不確定的運動形態(tài),具有初值敏感、遍歷性、非周期、連續(xù)寬帶頻譜、類隨機性等特點,因此混沌系統(tǒng)產生的偽隨機序列可廣泛應用于各種信息加密和保密通信之中。憶阻器具有納米尺寸、自動記憶和非線性特性等優(yōu)點,將憶阻器引入到非線性電路設計中,構建的憶阻混沌系統(tǒng)在體積和功耗等方面更具有優(yōu)勢,與傳統(tǒng)的混沌電路系統(tǒng)相比較,憶阻混沌電路具有更加復雜的混沌特性,因為系統(tǒng)除了對電路參數(shù)體現(xiàn)出敏感性外,還依賴于憶阻器的初始值。由憶阻混沌系統(tǒng)產生的混沌信號具有更強的偽隨機性,這些特性使其在傳統(tǒng)的混沌應用領域有著更加廣闊的應用前景。因此,將憶阻器與非線性混沌系統(tǒng)相結合,設計出基于憶阻器的混沌系統(tǒng)及電路有著非常重要的實際意義。本文的主要內容包括以下四部分:(1)介紹了磁通控制型憶阻器的模型,根據(jù)該模型提出了新的雙翼混沌系統(tǒng),再對所提出的新混沌系統(tǒng)進行了基本動力學分析和電路仿真驗證。最后運用滑膜變結構控制理論,建立比例積分切換面,設計出的滑模控制器可以很好地將系統(tǒng)的混沌運動控制到任意點和周期軌道。(2)采用憶阻器的磁控模型設計了一個新的混沌系統(tǒng)。通過理論推導、數(shù)值仿真、Lyapunov指數(shù)譜、分岔圖和Poincaré截面圖研究了系統(tǒng)的基本動力學特性,并分析了不同參數(shù)對系統(tǒng)動力學行為的變化。同時,建立了模擬該系統(tǒng)的SPICE電路,SPICE仿真結果與數(shù)值分析相符,從而驗證該混沌系統(tǒng)的混沌產生能力。最后,利用線性反饋同步控制方法實現(xiàn)了新構造的磁控憶阻混沌系統(tǒng)的同步,并且采用該同步方法有效實現(xiàn)了語音信號的保密通信,證實了新混沌系統(tǒng)的存在性以及同步控制應用的可行性。(3)基于磁控憶阻器模型設計了一個四維憶阻超混沌系統(tǒng),分析了其動力學特性。最后設計了一個SPICE模擬電路實現(xiàn)了新混沌系統(tǒng),通過實驗結果進一步驗證了與數(shù)值仿真的一致性。(4)以電流控制型Boost變換器的離散映射模型為基礎,得出變換器的電感電流隨參考電流變化的分叉圖,并采用Simulink建立的狀態(tài)空間模型對分叉圖進行描述。以此為基礎,研究一種基于SPICE設計的電流控制型Boost變換器,分析了以參考電流為變化參數(shù)的分叉和混沌現(xiàn)象,解釋了系統(tǒng)分叉與混沌行為的成因。一系列的仿真結果驗證了理論分析的正確性,為實際工程設計中避免Boost變換器的分叉、混沌行為提供理論依據(jù)。最后,對本文的工作進行了總結,并對下一步需要做的工作進行了展望。
【關鍵詞】：磁控型憶阻器 憶阻器混沌 動力學分析 SPICE設計 滑模變結構控制 語音保密通信 Boost變換器
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM501
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 混沌概述10-12
• 1.1.1 混沌的定義10
• 1.1.2 混沌特征及識別方法10-12
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢12-15
• 1.2.1 憶阻器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 憶阻器混沌的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 混沌控制與同步13
• 1.2.4 混沌保密通信13-14
• 1.2.5 超混沌系統(tǒng)14
• 1.2.6 開關變換器混沌現(xiàn)象的研究14-15
• 1.3 研究背景及其意義15
• 1.4 論文主要工作及結構15-17
• 第2章 基于磁控憶阻器混沌系統(tǒng)的滑膜控制17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 基于磁控憶阻器的新混沌系統(tǒng)17-21
• 2.2.1 磁控憶阻器數(shù)學模型介紹17-18
• 2.2.2 新混沌系統(tǒng)模型18-19
• 2.2.3 系統(tǒng)的基本動力學分析19-21
• 2.3 磁控憶阻混沌系統(tǒng)的電路實現(xiàn)21-25
• 2.4 磁控憶阻混沌系統(tǒng)的滑膜控制25-29
• 2.4.1 控制器的設計原理25-26
• 2.4.2 數(shù)值仿真26-27
• 2.4.3 系統(tǒng)控制到固定點27-28
• 2.4.4 系統(tǒng)控制到周期軌道28-29
• 2.5 小結29-30
• 第3章 磁控憶阻混沌系統(tǒng)及其在語音保密通信中的應用30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 一個新的磁控憶阻混沌系統(tǒng)30-32
• 3.2.1 新混沌系統(tǒng)模型及混沌吸引子30-31
• 3.2.2 時域圖及功率譜分析31-32
• 3.3 磁控憶阻混沌系統(tǒng)基本動力學特性32-38
• 3.3.1 對稱性與耗散性32
• 3.3.2 系統(tǒng)平衡點及其穩(wěn)定性32-33
• 3.3.3 系統(tǒng)對初值敏感依賴性33
• 3.3.4 Lyapunov指數(shù)和Lyapunov維數(shù)33-34
• 3.3.5 系統(tǒng)參數(shù)的影響34-37
• 3.3.6 Poincaré截面圖37-38
• 3.4 磁控憶阻混沌系統(tǒng)的電路實現(xiàn)38-40
• 3.5 磁控憶阻混沌系統(tǒng)的線性反饋同步及其在語音保密通信中的應用40-44
• 3.5.1 憶阻混沌系統(tǒng)的線性反饋同步41-42
• 3.5.2 數(shù)值仿真42-43
• 3.5.3 憶阻混沌同步在語音保密通信中的應用43-44
• 3.6 小結44-46
• 第4章 磁控憶阻器的超混沌系統(tǒng)46-53
• 4.1 引言46
• 4.2 憶阻超混沌系統(tǒng)46-47
• 4.3 超混沌系統(tǒng)的基本特性47-50
• 4.3.1 對稱性和耗散性47-48
• 4.3.2 平衡點及其穩(wěn)定性分析48
• 4.3.3 初值敏感性48-49
• 4.3.4 功率譜49
• 4.3.5 Poincaré截面圖49-50
• 4.4 磁控憶阻超混沌系統(tǒng)的電路實現(xiàn)50-52
• 4.5 小結52-53
• 第5章 基于SPICE設計的BOOST變換器分叉與混沌研究53-62
• 5.1 引言53
• 5.2 電流控制型BOOST變換器的工作原理及狀態(tài)方程53-54
• 5.3 電流控制型BOOST變換器模型及分叉圖54-55
• 5.3.1 電流控制型Boost變換器離散映射模型54-55
• 5.3.2 電流控制型Boost變換器的分叉圖55
• 5.4 電流控制型BOOST變換器的SIMULINK仿真模型55-58
• 5.5 基于SPICE設計的電流控制型BOOST變換器58-61
• 5.6 小結61-62
• 第6章 總結與展望62-63
• 6.1 總結62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學位期間已發(fā)表的論文68
• 攻讀碩士學位期間參加的科研項目68

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1 劉孝賢,王英龍,劉蓓,孫國霞;低階混沌電路非線性動力學特性的實驗研究[J];山東科學;2002年01期

2 雷躍榮;;一個新的超混沌電路及其電路實現(xiàn)[J];重慶郵電大學學報(自然科學版);2007年02期

3 方錦清，，李禾;超混沌電路的建立與初步實驗[J];中國原子能科學研究院年報;1994年00期

4 劉孝賢,王英龍,劉蓓,郭舉修;低階混沌電路非線性動力學特性的數(shù)學模型與仿真[J];山東科學;2001年04期

5 張宇琪;孫立山;;憶阻器混沌電路的仿真[J];電氣電子教學學報;2013年02期

6 周立民;張麗景;劉曉君;李險峰;;反饋控制非線性電容雙渦卷混沌電路[J];齊齊哈爾大學學報;2007年05期

7 代慧;朱洪雷;;混沌與混沌電路設計方法的可行性研究[J];企業(yè)技術開發(fā);2010年19期

8 包伯成;王其紅;許建平;;基于憶阻元件的五階混沌電路研究[J];電路與系統(tǒng)學報;2011年02期

9 李偉;熊靜;李春成;;一個新混沌系統(tǒng)的分析及電路實現(xiàn)[J];內江師范學院學報;2014年02期

10 姚潔;邱勁;;混沌電路及其頻率特性的仿真研究[J];蘭州文理學院學報(自然科學版);2014年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王京;陳文蘭;卞新海;王寅生;章德;高懷;;一種新穎的微波混沌信號電路的研究[A];2011'中國西部聲學學術交流會論文集[C];2011年

2 陳琢;江皓;;提高混沌測量精度的耦合方法[A];第九屆全國信息獲取與處理學術會議論文集Ⅰ[C];2011年

3 王德石;諶龍;;混沌同步電路的設計方法與實驗研究[A];數(shù)學·力學·物理學·高新技術研究進展——2004（10）卷——中國數(shù)學力學物理學高新技術交叉研究會第10屆學術研討會論文集[C];2004年

4 羅頁;曹宇;環(huán)靜;樂永康;;混沌電路實驗兩種模擬方法的比較[A];第六屆全國高等學校物理實驗教學研討會論文集（下冊）[C];2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陳文蘭;超寬帶微波混沌電路及其負阻提升技術的研究[D];南京大學;2015年

2 李清都;混沌系統(tǒng)分析與電路設計[D];華中科技大學;2008年

3 李靜霞;微波混沌電路及在測距技術中的應用[D];太原理工大學;2013年

4 陳菊芳;基于電子系統(tǒng)的混沌同步與控制的理論和實驗研究[D];吉林大學;2009年

5 李志軍;憶阻器電學特性的模擬及在混沌系統(tǒng)中的應用研究[D];湘潭大學;2014年

6 劉文波;混沌工程應用基礎研究[D];南京航空航天大學;2002年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸靜;憶阻器的混沌電路設計與實驗[D];東北師范大學;2015年

2 譚志平;憶阻器模型電路設計及其在混沌電路中的應用研究[D];湘潭大學;2015年

3 游淼;憶阻器模型和憶阻混沌電路的研究與仿真[D];湖南科技大學;2015年

4 姜盼;周期激勵憶阻電路的動力學特性仿真研究[D];常州大學;2016年

5 張玉靜;混沌電路在自供能系統(tǒng)和無線通信中的應用[D];蘭州大學;2016年

6 閔國旗;基于磁控型憶阻器的混沌電路設計及其應用[D];西南大學;2016年

7 方穎;憶阻混沌電路在圖像加密中的應用[D];中國地質大學(北京);2016年

8 楊芳艷;混沌電路的理論分析[D];重慶郵電大學;2006年

9 任文娟;基于電流傳輸器的混沌電路的研究[D];西北師范大學;2011年

10 宋宏偉;非線性混沌電路的設計與研究[D];山東科技大學;2011年

本文編號：828632