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混沌系统反控制及其在信息安全中的应用

【摘要】:一些学者在著名的3维自治混沌系统和统一混沌系统基础上产生了4维超混沌系统[263-266]。然而由于超混沌的动力学行为比较复杂,而且缺乏统一的理论基础,产生超混沌系统仍然是一项比较有挑战的研究。不仅用Lyapunov指数谱、分岔分析和相图分析了这个新系统的动力学行为,而且设计了这个系统的电路,通过Multisim软件进行了实验模拟。针对这个3维自治混沌系统,关于怎样构建控制项来产生超混沌,给出了一种设计方法,并进行了实例论证。

与混沌相比,超混沌系统具有两个或两个以上的正Lyapunov指数,相轨迹在更多方向上分离,其动力学行为更为复杂。近年来,超混沌在非线性电路[257]、保密通信[258]激光系统[259]、控制和同步[260-262]等领域得到了广泛的应用。由于超混沌在技术应用方面的巨大潜力,产生超混沌,尤其是从一个混沌的而非超混沌系统中通过反馈控制技术来产生超混沌,即混沌系统的反控制,已经成为一个研究热点[263-266]。一些学者在著名的3维自治混沌系统(Chen系统、Lü系统、广义的Lorenz系统)和统一混沌系统基础上产生了4维超混沌系统[263-266]。然而由于超混沌的动力学行为比较复杂,而且缺乏统一的理论基础,产生超混沌系统仍然是一项比较有挑战的研究。本节通过引入一个非线性控制器驱动一个3维自治混沌系统[267]来产生一个新的超混沌系统。不仅用Lyapunov指数谱、分岔分析和相图分析了这个新系统的动力学行为,而且设计了这个系统的电路,通过Multisim软件进行了实验模拟。Multisim的模拟结果与数值模拟的结果完全一致。针对这个3维自治混沌系统,关于怎样构建控制项来产生超混沌,给出了一种设计方法,并进行了实例论证。(www.chuimin.cn)