混沌保密通信系統(tǒng)的容錯同步控制方法研究.pdf

1、混沌是一種非常復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，由于它對初值十分敏感，具有不可預(yù)測性，因而受到研究者的極大關(guān)注。20世紀90年代，人們在越來越多的領(lǐng)域中發(fā)現(xiàn)了混沌同步現(xiàn)象，混沌同步問題作為混沌科學(xué)的一個重要研究方向，并且發(fā)展十分迅速，尤其是在保密通信中的應(yīng)用取得了很大的進展。在實際的混沌保密通信系統(tǒng)中，傳感器、執(zhí)行器及系統(tǒng)內(nèi)部元件都不可避免地會發(fā)生故障，這將造成混沌保密電路的工作性能急劇下降甚至導(dǎo)致整個通信系統(tǒng)的癱瘓，帶來巨大的經(jīng)濟損失，所以混沌系統(tǒng)的

2、可靠性是保密通信的關(guān)鍵。因此，混沌系統(tǒng)的容錯同步技術(shù)越來越受到重視和關(guān)注，已成為混沌控制的前沿研究課題。本文針對混沌保密通信系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障，研究了混沌系統(tǒng)的容錯同步控制問題及其在保密通信中的應(yīng)用，主要研究工作如下:
　　首先，分別研究了一類具有狀態(tài)時延和輸入時延的混沌系統(tǒng)的H∞魯棒容錯同步控制問題?？紤]系統(tǒng)存在執(zhí)行器失效和外界擾動的情況下，引入了執(zhí)行器故障矩陣，利用Lyapunov穩(wěn)定性理論和LMI(linear matrix

3、 inequality)工具箱，得到了時滯相關(guān)的魯棒容錯同步控制器存在的充分條件，該條件能夠滿足系統(tǒng)H∞性能指標γ和使系統(tǒng)具有較強的魯棒性。數(shù)值仿真表明，在接收端有用信號均能有效地恢復(fù)出來。
　　其次，研究了一類具有時變時延和參數(shù)不確定的混沌系統(tǒng)的非脆弱容錯同步控制問題。在系統(tǒng)存在執(zhí)行器失效的情況下，利用Lyapunov穩(wěn)定性理論和LMI工具箱，給出了時滯無關(guān)的非脆弱容錯同步控制器存在的充分條件，并且該條件能夠滿足系統(tǒng)保性能指標。

4、最后，將該同步方法應(yīng)用到混沌保密通信系統(tǒng)中，仿真結(jié)果表明，該方法能夠取得較為理想的結(jié)果。
　　再次，研究了基于自適應(yīng)觀測器的混沌容錯同步控制問題。在系統(tǒng)含有突變故障的情況下，設(shè)計的自適應(yīng)觀測器不僅可以實現(xiàn)實時故障診斷，而且可以實現(xiàn)混沌系統(tǒng)同步。利用Lyapunov穩(wěn)定性理論，證明了混沌系統(tǒng)在正常情況和故障情況下都能夠?qū)崿F(xiàn)同步。數(shù)值仿真結(jié)果說明了所提方法的有效性。基于同步平臺構(gòu)建了保密通信系統(tǒng)，采用混沌掩蓋的方法實現(xiàn)了信息的保密傳輸