多渦卷混沌吸引子參數(shù)建模及其混沌電路實現(xiàn)研究.pdf

1、在相對論和量子力學產(chǎn)生之后，人類在物理學上產(chǎn)生了第三次革命——混沌理論的誕生，它架起了一座確定論和概率論之間的橋梁，它改變了人類的科學思維方式?；煦缡窃诖_定性系統(tǒng)中產(chǎn)生的在有界區(qū)域內(nèi)看似隨機而又無規(guī)則的動力學行為，它與其他學科相互滲透、相互促進、共同發(fā)展，它在電子工程、信息工程、通信工程、力學工程等領域都有著廣泛的應用前景。
　　近二十年來，混沌科學得到了前所未有的發(fā)展。由于多渦卷混沌吸引子具有更復雜的結構和動力學行為，學者們利用

2、各種函數(shù)產(chǎn)生了一個方向(1-D)、二個方向(2-D)、三個方向(3-D)、高階多維多渦卷混沌吸引子，并用傳統(tǒng)電壓放大器設計了相應的多渦卷混沌電路。由于傳統(tǒng)電壓放大器的固有缺點，使這些混沌電路具有頻帶窄、轉換速率低、工作電壓高以及使用有源器件多的缺點。而電流反饋放大器具有帶寬—增益積可調、轉換速率高、端口特性好的特點，以及它以電流為處理對象，降低電壓對其影響不大，從而使其設計的電路實現(xiàn)了頻率高、工作電壓低、電路結構簡單、使用有源器件少的優(yōu)

3、點。然而，目前的研究狀況未能達理想的狀態(tài)，具體表現(xiàn)在:1-D多渦卷混沌電路結構復雜、使用有源器件多，2-D多渦卷混沌電路研究較少，3-D多渦卷混沌電路還無人涉及。而對多渦卷混沌吸引子參數(shù)（寬度、周期、平衡點和轉折點）的研究情況是:1-D、2-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)研究較少，3-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)研究還無人涉及。
　　本文主要研究了基于電流反饋放大器(Current Feedback OperationalAmplifier，縮

4、寫CFOA)的1-D、2-D、3-D多渦卷混沌電路以及基于電流反饋放大器的多渦卷混沌吸引子參數(shù)（寬度、周期、平衡點、轉折點）建模以及其混沌電路實現(xiàn)，其主要內(nèi)容如下:
　　第1章介紹了多渦卷混沌吸引子產(chǎn)生的方法、多渦卷混沌吸引子的分類，分別介紹了用傳統(tǒng)電壓放大器、電流反饋放大器、電流傳輸器設計的多渦卷混沌電路。
　　第2章介紹了電流反饋放大器的電路結構和拓撲結構，分析了電流反饋放大器的增益特性、頻率特性、功能電路以及非線性特性

5、。
　　第3章首先介紹了混沌的研究歷史、混沌的定義、混沌的特征、混沌的研究方法。然后從Lorenz系統(tǒng)入手，找到一個新混沌系統(tǒng)，從理論上分析了新混沌吸引子，包括平衡點的穩(wěn)定性，混沌吸引子的耗散性、龐加萊圖、李亞譜諾夫指數(shù)譜、分岔圖、波形圖、功率譜等，設計了一個混沌電路，用電路仿真驗證了電路設計的正確性，介紹了一種同步方法，用此同步方法解決了新混沌系統(tǒng)的同步問題，設計了一個同步電路，也用電路仿真驗證了同步電路設計的正確性。
　

6、　第4章針對目前主要采用傳統(tǒng)電壓放大器設計的1-D、2-D、3-D以及高階多渦卷混沌電路，其缺陷是使用有源器件多、電路結構復雜、工作頻率低。而用電流反饋放大器設計的1-D多渦卷混沌電路，雖然提高了電路的工作頻率，但其電路結構仍較復雜、使用有源器件較多。而用電流反饋放大器設計的2-D多渦卷混沌電路研究較少，用電流反饋放大器設計的3-D多渦卷混沌電路研究還無人涉及。這章首先用一個電流反饋放大器實現(xiàn)了非線性函數(shù)單元電路，非線性函數(shù)序列電路通過

7、單元電路并聯(lián)而成，在此基礎上，分別僅用一種電流反饋放大器設計了1-D、2-D、3-D多渦卷混沌電路，這些電路具有電路結構簡單、使用有源器件少、工作頻率高的特點，也使基于電流反饋放大器的電路所產(chǎn)生的多渦卷混沌吸引子從1-D、2-D發(fā)展到3-D，也由于僅用一種電流反饋放大器設計電路，便于使多渦卷混沌電路芯片化。
　　第5章針對1-D、2-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)（寬度、周期、平衡點和轉折點）研究較少，以及3-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)研究還

8、無人涉及。本章根據(jù)基于電流傳輸器的1-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)以及基于傳統(tǒng)電壓放大器的2-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)模型。首先研究了基于電流反饋放大器的1-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)模型，給出了各參數(shù)計算公式，分別計算出各參數(shù)的數(shù)值，通過數(shù)值仿真驗證各參數(shù)計算值的正確性，用電流反饋放大器設計出了電路結構簡單、使用有源器件少、工作頻率高的1-D多渦卷混沌電路。其次研究了基于電流反饋放大器的2-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)模型，也給出了各參數(shù)計算公式，分別

9、計算出各參數(shù)的數(shù)值，通過數(shù)值仿真驗證各參數(shù)計算值的正確性，用電流反饋放大器設計出了電路結構簡單、使用有源器件少、工作頻率高的2-D多渦卷混沌電路。在1-D、2-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)模型的研究基礎上，研究了基于電流反饋放大器的3-D多渦卷混沌吸引子參數(shù)模型，推導出了各參數(shù)計算公式，分別計算出各參數(shù)的數(shù)值，通過數(shù)值仿真驗證各參數(shù)計算值的正確性，用電流反饋放大器設計出電路結構簡單、使用有源器件少、工作頻率高的3-D多渦卷混沌電路，使基于電流