电光混合系统超混沌控制、同步与应用研究

电光混合系统超混沌控制、同步与应用研究

柏逢明[1]2003年在《电光混合系统超混沌控制、同步与应用研究》文中研究说明超混沌产生、控制和同步是非线性动力学的重要前沿课题之一。在这一领域开展研究,未知空间广阔,具有巨大的应用潜力。 本文利用电学参数调制法和单元功能电路模块化思想,研究了电光混合系统超混沌的控制与同步,并对其在保密通信中的应用进行了实验研究。全文内容主要包括四个主要研究方面:①电参数调制光学系统,形成超混沌控制和同步;②单元功能电路法构造超混沌电路实现超混沌控制和同步;③推导复合映射动力学方程产生扩频序列构造数字化电路模块;④利用超混沌动力学系统展开保密通信实验应用研究。 第一部分电参数调制光学系统,形成超混沌控制和同步。首先介绍了电光混合系统的混沌与超混沌的研究进展,概述了电学和光学领域中超混沌的最新研究成果。然后建立起以半导体激光器和双环铒光纤激光器为主要研究对象的电光混合系统的动力学模型,对光学系统施加电学调制使之产生超混沌,并利用电参数调整法对光学系统超混沌施加控制和同步,也就是用电去控制和左右光学系统的动力学行为。 第二部分研究单元功能电路法构造超混沌电路实现超混沌控制和同步。首先利用单元功能电路模块化思想,构造电路系统本身,使之产生超混沌,其目的是一方面可以自身进行控制和同步化,另一方面可对光学系统施加更高级控制和同步。以经典CLHS超混沌动力学系统作为问题切入点,利用单元功能电路研究构建一个四阶和两个五阶超混沌电路,并加以控制和同步。通过示波器观测实验、数值模拟计算对比分析去验证系统的可靠性。 第叁部分推导并建立一个复合映射动力学方程产生扩频序列构造数字化电路模块。利用非线性动力学方程和超混沌电路,通过扩频序列或者超混沌设计出能够实现超混沌加密的单元器件。设计开发一个能够在计算机上运行并能够实现超混沌加密图文图像等多媒体文档的应用柏逢明:博士学位论文软件。 第四部分利用超混沌动力学系统展开保密通信实验应用研究。利用所研究的超混沌成果:①扩频序列数字电路超混沌模块;②计算机应用系统中图文图像等多媒体文档的加密软件;③软件无线电通信系统保密单元,开展实验应用研究,目的是在现有条件下促使研究成果尽快在科研领域中加以应用。通过时间连续与离散的超混沌保密通信对比,进一步讨论超混沌通信过程中的调制解调、杭干扰和误码率问题。在进行调制、解调通信密码传输的误差及精度分析基础上研究其影响规律。

牛永迪[2]2009年在《电光双稳系统的混沌控制与广义混沌同步》文中研究表明光学双稳态可用于在快速光开关、光信息存储、光计算及光学二极管器件上,在光通信和光信息处理领域均具有重要的应用价值。本文围绕长延时条件下电光双稳系统的动力学特性、混沌控制和混沌同步方面的问题进行了系统的研究。论文综述了混沌及光学双稳系统的研究历史和现状;介绍了有关混沌的基本概念、理论及研究方法;概述了混沌控制与混沌同步的理论方法;针对长延时条件下电光双稳系统的特点,详细分析了该系统的经过倍周期分岔进入混沌的过程,发现了系统在不同参数区间的跳跃性分岔现象;提出了两种实现混沌控制与同步的具体方案:混沌信号驱动法和混沌信号参数调制法。给出了实现混沌控制和混沌同步的具体条件;通过数值模拟发现了混沌控制的分岔规律,给出了具体的分岔图;通过最大条件李雅谱诺夫指数的计算与分析,给出了实现混沌同步的具体参数范围。该研究成果对电双稳系统的实际应用提供了必要的理论基础。

李兴昶[3]2015年在《级联电光双稳系统的混沌、控制和同步》文中提出光学双稳系统在高速光通信、光存储与光学逻辑元件等方面具有重要应用价值,并已经得到了广泛的研究。随着光学双稳系统混沌研究的深入,显示出其在保密通信与信息加密方面的应用前景,而在保密应用中混沌动力力学特性至关重要。为了提高光学双稳系统的混沌特性,本文对电光双稳系统进行级联,研究了级联电光双稳系统的混沌、控制与同步。本文在全面概述混沌的发展、控制与同步的基础上,首先,采用级联的方式研究了级联电光双稳系统的混沌动力学特性,通过Lyapunov指数图、分岔图对比,发现级联电光双稳系统的出现混沌参数范围有所扩大,同时出现了满映射状态,有利于混沌系统的实际应用;其次,采用参数反馈的方案对级联电光双稳系统的控制进行了研究,通过Jacobi矩阵确定控制参数的范围,将系统控制到一周期、二周期状态,由于系统的控制过程是经过倒分岔过程实现的,因此,随着控制参数的变化,可以实现不同周期的稳定控制,时序图、分岔图证实了控制结果的有效性。最后,采用驱动-响应方案研究了级联电光双稳系统同步,通过最大条件Lyapunov指数法确定系统实现同步的参数范围,通过数值模拟分析了相同混沌系统及不同混沌系统实现混沌同步的情况,证明了方案的有效性。

岳立娟[4]2005年在《声光双稳态和相位共轭波耦合映象格子模型时空混沌的研究》文中研究说明本文使用耦合映象格子模型研究声光双稳态和相位共轭波时空混沌的控制与同步,并对其在保密通信中的应用进行了实验研究,同时对其时空复杂行为进行了有益的探讨。全文的研究分为叁大部分:时空动力学系统复杂行为的演化、时空混沌的控制、时空混沌的同步与应用。 第一部分讨论时空动力学系统复杂行为的演化。概述混沌控制与同步方法的研究进展;介绍耦合单峰映象格子模型、耦合声光双稳映象格子模型及耦合相位共轭波映象格子模型中时空混沌的控制与同步的研究进展。 第二部分使用耦合映象格子模型研究时空混沌的控制。首先,提出一种时空混沌的非线性反馈控制方法,对耦合单峰映象格子模型、耦合声光双稳态映象格子模型及耦合相位共轭波映象格子模型中的时空混沌进行控制,通过选取不同的反馈强度,获得了各种稳定的控制结果,此控制方法的优点是不需要预先知道系统的动力学信息,而且控制效果好。然后,利用常数偏移控制法和改进的常数偏移控制法。对一维耦合声光双稳映象格子模型的时空混沌进行控制,只需调整偏移强度,即可得到各种稳定的状态。此控制方法的优点是不需要系统的动力学信息,系统的维数和参数均不改变,实验中容易实现。最后,采用叁种不同的反馈技术进行控制,成功地将一维耦合声光双稳态映象格子模型中的时空混沌控制到均匀的稳态或稳定的周期态。 第叁部分使用耦合映象格子模型研究时空混沌的同步与应用。首先,提出一种非线性反馈同步时空混沌的方法。将此方法分别应用到耦合声光双稳态映象格子模型和耦合相位共轭波映象格子模型,在系统参数一定时,通过计算最大条件李雅普诺夫指数,给出实现时空混沌同步的最小反馈强度。将此方法进行拓展,实现了耦合环形腔激光器映象格子模型与耦合声光双稳态映象格子模型时空混沌的广义同步,通过数值实验表明,此非线性反馈时空混沌的同步方法具有实用性和鲁棒性。其次,利用单向耦合驱动时空混沌同步方法,分别实现耦合声光双稳态映象格子模型和耦合相位共轭波映象格子模型中时空混沌的同步,给出此方法实现时空混沌同步的最小耦合强度及最小耦合强度与系统控制参数的关系,讨论了在噪声影响下,此方法的同步效果。另

王慧莹[5]2008年在《新型光纤频域混沌的原理与方法研究》文中指出混沌是非线性动力学系统所特有的一种运动形式,具有对初始状态极端敏感,貌似随机的特点,这使其在保密通信方面具有潜在的应用前景。在光学领域中可通过控制光学双稳系统产生混沌,这为混沌研究提供了一个简单有效的手段,但是传统光学混沌的实现方法主要集中在固定波长激光的强度和偏振的控制上,这在很大程度上阻碍了复杂混沌的产生和控制,而采用可调谐激光实现频域混沌可以从一个新的角度来开展复杂光学混沌的研究和应用。本论文深入研究了应用可调谐光纤激光器实现频域混沌的原理和方法。首次提出了新型的全光纤频域混沌的系统结构,并针对不同的光纤非线性强度调制器,建立了以光纤光栅,光纤Mach-Zehnder干涉仪,光纤Michelson干涉仪和光纤F-P干涉仪为核心的频域混沌振荡器的数学物理模型。在理论分析的基础上进行了细致的计算机软件仿真,确定了系统参数。实验上应用可调谐光纤激光器作为光源,用光纤无源器件构成非线性光强度调制单元,结合光电探测与放大电路构成的反馈单元,在引入不同反馈时间延迟的基础上实现了基于不同器件的光纤频域混沌振荡,对光纤频域混沌的理论和模型进行了验证。论文中对光纤频域混沌的实验现象进行了系统分析。实验结果表明,在光纤光学双稳和多稳系统中加入长延时反馈完全可以实现一种新型的应用波长引导非线性的复杂混沌信号发生器,这种装置具有结构简单和调谐方便的优点,能够通过波长对非线性进行精确的控制。光纤频域混沌维度高、振荡复杂,其系统与现有的光纤系统兼容性强。基于这些优点,本论文对频域混沌装置在光纤保密通信中的应用进行了分析和讨论,建立了一种具有很高的保密特性的通信方案,为实现保密通信应用打下基础。

韦琳玲[6]2013年在《离散型规则网络之间的混沌同步研究》文中提出混沌现象在生活中的普遍存在引起了学者们的广泛关注,有关混沌方面的研究已成为当下的研究热点。随着复杂网络的问世,混沌学中另一个崭新的领域被人们开辟。在人类的日常生活中网络涉猎的领域相当广泛,所以针对其自身特征的研究以及如何实现其与外界的有效连接就变得更有研究价值。本文在第一、二章分别对混沌学以及复杂网络进行了简单的说明。通过第一章的介绍,意在能够了解混沌的特性并能够实现对混沌的有效控制;而对于复杂网络的描述旨在拓宽混沌探究领域,将其真正生活化、实用化。第叁、四章则是对前面内容的综合运用。在第叁章中首先运用驱动-响应法,以稳定性理论为基本原理,实现了两离散型混动系统内部的投影同步。进一步在原系统中加入任意微扰,使其扩展成以链式耦合网络,同时将之前的同步原理推广至网络,最终让投影同步在两个链式网络中实现。在数值模拟阶段以电光双稳系统和Bragg型声光双稳系统为例,通过图像来验证原理的设计是行之有效的。该同步的意义在于可以同步两链式激光器的信号输出,而又因为投影的关系加快了同步传输的速率。这项研究固然有一定的实用价值,但因现实社会中的网络是多样化的,目标系统也更多元化,如上设计原理显然不能普遍适用。所以在接下来的部分运用了自适应的同步法,同样以稳定性定理为基础,通过对反馈强度的识别,进而实现了任意规则网络与任意目标之间的延迟投影同步。用Matlab进行数值仿真模拟的过程中选择的驱动目标是Ikeda混沌系统,而响应网络是以Henon混沌系统为网络节点,并且采用了最近邻的连接方式,最后通过仿真图像证实了设计的有效性。

程为彬[7]2007年在《高强度气体放电灯电子镇流技术研究》文中研究说明高强度气体放电(High Intensity Discharge)灯以其高光通、高光效、长寿命和放电管小等特点,已成为照明领域极具竞争力的新光源。由于体积大、噪声和频闪的缺陷,电感式镇流器达不到绿色照明的要求。随着电力电子技术的发展和对高强度气体放电的认识,开始研制以高频变换为基础的电子镇流器,但HID灯在高频工作时极易产生声谐振现象,如电弧闪烁、扭曲和光强不稳,严重时可能熄弧,甚至导致灯管毁损。本文对气体放电原理、等离子体的微观运动和宏观性质等方面进行研究,详细推导了高强度气体放电灯中等离子体振荡的特征方程,以揭示等离子体的振荡现象的激励机理和决定因素。对等离子体振荡的外在表现-声谐振现象的电弧、声波和电气特征进行研究,集中分析了常规的声谐振抑制方法,着重研究了各种频率调制技术的频谱特征及其应用特点。所研究的HID灯电子镇流器采用了两级拓扑结构,输入级的有源功率因数校正Boost电路和输出级的桥式逆变电路均采用PWM控制技术。PWM输出含有火量的谐波成分,频率和幅度同定,是产生电磁干扰和声谐振的能量源。分析了输入电流谐波与功率因数的关系,讨论了有源功率因数校正技术,根据实际应用要求,提出了有源功率因数校正电路的改进设计,并研究了各种可变频率驱动和自振荡驱动技术。根据声谐振的产生需要特定频率和足够能量以及谐波产生电磁干扰的结论,提出利用频谱分散方法,将PWM输出喈波的频率分散到更宽的范围,以降低输入电流总谐波失真度,减小电磁干扰:避免输出级HID灯的驱动信号在固定频率点上形成驻波,抑制声谐振的产生。研究了Boost电路和等离子体中的混沌现象、特征及其控制方法,提山采用无反馈型的混沌控制方法-参数共振微扰法,通过给激励参数以特定频率的扰动,减弱甚至消除其中的混沌运动:同时获得连续的宽带频谱。最后,对Boost电路和输出逆变电路,分别采用了不同的共振参数进行混沌控制,实现了对PWM波的实时在线混沌调制。获得了更多的频率成份,将PWM输出谐波的频率分散到更宽的范围,降低了各次谐波频率的准峰值:并使得驱动频率围绕中心频率不断非线性漂移,降低谐波幅值的平均值。混沌调制电路简单实用。测试波形和数据表明:混沌调制技术能有效减小PWM电路产生的谐波,降低了输入级电路产生的电磁干扰,抑制了输出级的声谐振现象。

佚名[8]2003年在《通信》文中研究表明TN91 2003050849PC与P LC在自由口模式下的串行通信/韩宝彬(西安电子禾书比大学)刀通信技术.一2003,(5)一25一26介绍了在自由口模式下5 iemens公司57一200系列可编程逻辑控制器(Miero PLC)与PC机的通信机制,

佚名[9]2006年在《《物理学报》2006年第55卷物理学分类主题索引》文中研究说明<正>

参考文献:

[1]. 电光混合系统超混沌控制、同步与应用研究[D]. 柏逢明. 长春理工大学. 2003

[2]. 电光双稳系统的混沌控制与广义混沌同步[D]. 牛永迪. 吉林大学. 2009

[3]. 级联电光双稳系统的混沌、控制和同步[D]. 李兴昶. 吉林大学. 2015

[4]. 声光双稳态和相位共轭波耦合映象格子模型时空混沌的研究[D]. 岳立娟. 长春理工大学. 2005

[5]. 新型光纤频域混沌的原理与方法研究[D]. 王慧莹. 黑龙江大学. 2008

[6]. 离散型规则网络之间的混沌同步研究[D]. 韦琳玲. 辽宁师范大学. 2013

[7]. 高强度气体放电灯电子镇流技术研究[D]. 程为彬. 西安理工大学. 2007

[8]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2003

[9]. 《物理学报》2006年第55卷物理学分类主题索引[J]. 佚名. 物理学报. 2006

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