一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法技术方案

一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法，涉及一种搭建仿真电路方法，本发明专利技术在经典Lorenz系统的基础上改进得到简易三维混沌系统，首先对该混沌系统在不同参数下的动力学行为进行阐述，展现系统在不同初始值的条件下吸引子共存的现象。第二部分通过对系统非线性项的调整，发现系统存在多种切换形式，切换形式的不同导致系统的动力学行为会发生变化，同时验证系统在切换项处非线性项中包含的未知参数为大范围参数，并且参数的取值存在趋近于正无穷的可能性，挑选存在的几种形式进行了验证。最后对可切换系统进行电路仿真设计，得到的可切换电路仿真系统能够最大限度的得到不同情况下系统存在的吸引子图。得到不同情况下系统存在的吸引子图。

【技术实现步骤摘要】
一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法


[0001]本专利技术涉及一种搭建仿真电路方法，一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法。

技术介绍

[0002]近些年来，将混沌系统应用于图像加密、生物医疗、通信加密等方面的案例层出不穷。一个系统结构特点明显但动力学特性丰富的混沌系统对于图像加密等具体应用方面的意义是巨大的。其中，不同阶次下含有共存混沌吸引子的混沌系统和各式各样的可切换混沌系统展现出的混沌特性，受到各个领域的普遍关注。通常情况下，混沌系统展现出自身的对称性和不变性时，系统会展现出吸引子共存的特性，这对于构建不同阶次下的含有共存吸引子的混沌系统是一个巨大的帮助。可切换系统由于其系统的不确定性，通常展现出同一初始条件下混沌系统的多涡卷共存或多周期吸引子共存的性质，由于系统展现出的混沌特性的多变性，使图像加密系统的加密解密效果更佳。当前大部分的混沌系统的参数的取值范围相对狭窄，这就使混沌系统在被应用于其它领域的时候，会产生一定的局限性。一个包含大范围参数且具有吸引子共存现象的可切换系统能够比较贴合的克服这些问题的局限性。
[0003]一个结构简单并且变化方式多样的混沌系统的提出，然后对可切换系统进行电路仿真设计，得到的可切换电路仿真系统，能够最大限度的得到不同情况下系统存在的吸引子图对混沌系统在跨领域方面的应用具有重大意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法，本专利技术充分展示系统在变参条件下，不同时期吸引子的存在情况，阐述混沌系统在初始值存在对称时，吸引子共存的情况。最后设计得到切换系统的可切换仿真电路，在改变电路中电阻的阻值和切换不同的元器件组合的情况下，得到切换系统在各个时期的吸引子电路图。简易切换系统电路仿真的成功实现，将系统成功应用于图像加密和保密通信中。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法，所述搭建仿真电路的方法，包括以下步骤：S1：首先建立一个简易三维混沌系统，包括以下过程：（1）提出的三维混沌系统(1)： (1)x,y,z为系统的状态变量，a,b,c为系统的未知参数；
S2：建立一个包含大范围参数的可切换混沌系统，包括以下过程：（1）在系统(1)的基础上对系统结构进行改变，增加系统模型的变化形式，得到新切换混沌系统的系统模型 ： (2)式(2)中, 为可变函数体，能够出现以下几种可能性情况：(3)(4)其中，x,y为系统状态变量，k,p,m为系统未知参数；k,p,m的取值存在趋近于正无穷的可能性，并且k,p,m存在式(4)中的数量关系；S3：使用Multisim仿真软件搭建系统的仿真电路图（1）对可切换混沌系统应用基尔霍夫定律，得到微分方程：（5）（6）通过使用开关选择不同的非线性项连接到电路中，改变阻值能够得到不同的非线性项组合下的混沌系统。
[0006]本专利技术的优点与效果是：本专利技术充分展示系统在变参条件下，不同时期吸引子的存在情况，阐述混沌系统在初始值存在对称时，吸引子共存的情况。举例说明切换系统在非线性项的选取以及参数的选取不同的情况下，切换系统展现出的不同混沌特性并展示。最后设计得到切换系统的可切换仿真电路，在改变电路中电阻的阻值和切换不同的元器件组合的情况下，得到切换系统在各个时期的吸引子电路图。简易切换系统电路仿真的成功实现，为将系统能够成功应用于图像加密和保密通信奠定了基础。
附图说明
[0007]图1系统(1)的吸引子图和时序图； (a) 吸引子图； (b) 时序图 ；图2系统变参时的李雅普诺夫指数图和分岔图； (a) 李雅普诺夫指数图； (b) 分岔图；图3吸引子共存时的分岔图和相图；(a)分岔图； (b)静态点共存； (c)混沌吸引子共存； (d)倍周期吸引子共存；图4k和p的取值情况不同时吸引子的区别 (a) 吸引子图； (b)吸引子图； (c)庞加莱截面图； (d)庞加莱截面图；图5电阻改变得到可切换系统不同时期的电路仿真图； (a) xy时期吸引子图； (b) xy时期吸引子图。
具体实施方式
[0008]下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。
[0009]1、提出三维混沌系统(1)： (1)x,y,z为系统的状态变量，a,b,c为系统的未知参数。
[0010]2、对系统平衡点进行求解： (2)得到系统的平衡点为, , 。
[0011]3、系统(1)的李雅普诺夫指数为,,，系统功率
谱连续且没有明显波峰。计算得到系统的李雅普诺夫维数D
L
：(3)选取未知参数，得到系统(1)的李雅普诺夫指数图和分岔图，并选取具有代表意义的a的取值，展现相应时期的相图；系统(1)的吸引子共存现象，选取参数,选择不同初始值，得到相应的分岔图和具有代表意义的b的取值时的相图。
[0012]S2：一个包含大范围参数的可切换混沌系统，所述特征包括以下过程：1、在系统(1)的基础上对系统结构进行改变，增加系统模型的变化形式，得到新切换混沌系统的系统模型 ：（4）式(8)中, 为可变函数体，能够出现以下几种可能性情况：（5）（6）其中，x,y为系统状态变量，k,p,m为系统未知参数。k,p,m的取值存在趋近于正无穷的可能性，并且k,p,m存在式(6)中的数量关系。
[0013]2、x, y为系统状态变量，k,p,m为系统未知参数。k,p,m的取值存在趋近于正无穷的可能性，并且k,p,m存在式(6)中的数量关系。得到不同时期李雅普诺夫指数图、分岔图、吸引子图和庞加莱截面图。
[0014]S3：使用Multisim仿真软件搭建系统的仿真电路。
[0015]1、对可切换混沌系统应用基尔霍夫定律，得到微分方程：
（7）（8）通过使用开关选择不同的非线性项连接到电路中，改变阻值能够得到不同的非线性项组合下的混沌系统。通过调节R1的阻值，电路仿真得到的吸引子图。
[0016]以上公开的本专利技术实施例只是用于帮助阐述本专利技术。所述实例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该专利技术仅为所述的具体实施方式。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可切换混沌系统在不同切换条件下搭建仿真电路方法，其特征在于，所述搭建仿真电路的方法，包括以下步骤：S1：首先建立一个简易三维混沌系统，包括以下过程：（1）提出的三维混沌系统(1)：（1）x,y,z为系统的状态变量，a,b,c为系统的未知参数；S2：建立一个包含大范围参数的可切换混沌系统，包括以下过程：（1）在系统(1)的基础上对系统结构进行改变，增加系统模型的变化形式，得到新切换混沌系统的系统模型 ：（2）式(2)中,...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜闽秀，接敬锋，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：