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带有余弦函数的三维混沌弱信号检测系统及电路实现 预览 被引量:1
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作者 刘剑鸣 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期306-314,共9页
从理论上分析了二维Duffing弱信号检测系统变量输出在混沌和周期态之间交替转换。发现一种新的三维混沌弱信号检测系统生成规则,以生成4种检测系统之一的三维Liu-cos混沌系统为例,采用傅里叶变换等方法从理论上验证了新生成的三维混沌... 从理论上分析了二维Duffing弱信号检测系统变量输出在混沌和周期态之间交替转换。发现一种新的三维混沌弱信号检测系统生成规则,以生成4种检测系统之一的三维Liu-cos混沌系统为例,采用傅里叶变换等方法从理论上验证了新生成的三维混沌弱信号检测系统输出信号具有广域收敛性,解决了二维Duffing混沌弱信号检测系统不能广域检测和输出信号不收敛问题;新设计的三维Liu-cos混沌弱信号检测电路空中声波实验显示可抗低频声波干扰,检测性能优于二维Duffing混沌电路和新设计的Duffing+滤波器电路,水中实验显示三维Liu-cos混沌弱信号检测电路可抗高频水声干扰,可检测波形畸变的水声信号。 展开更多
关键词 计量学 声波信号检测 三维混沌系统 混沌电路 弱信号检测
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反结构切换混沌系统 预览
2
作者 颜闽秀 徐辉 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第6期463-468,共6页
通过设计切换函数,将两个互为反结构的子混沌系统联合构成一个新的自动切换混沌系统。针对系统的耗散性、吸引子存在性、平衡点及其稳定性等进行理论分析,并采用Matlab软件绘制切换系统的吸引子相图、功率谱、分岔图、李雅普诺夫指数谱... 通过设计切换函数,将两个互为反结构的子混沌系统联合构成一个新的自动切换混沌系统。针对系统的耗散性、吸引子存在性、平衡点及其稳定性等进行理论分析,并采用Matlab软件绘制切换系统的吸引子相图、功率谱、分岔图、李雅普诺夫指数谱、庞加莱截面图等,证实其混沌特性。最后,基于混沌电路理论设计切换系统的模拟电路,采用Multisim软件运行该电路,并对虚拟示波器生成的吸引子进行实时观测,观测结果与理论分析和数值仿真结果相符,验证了该切换混沌系统的可实现性。 展开更多
关键词 混沌系统 切换函数 反结构 混沌电路 李雅普诺夫指数谱 分岔图 庞加莱截面 吸引子
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混沌同步系统降噪方法及其在滚动轴承故障诊断中的应用 预览
3
作者 李国正 谭南林 +1 位作者 苏树强 张驰 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期669-675,共7页
提出了一种基于混沌同步系统的降噪方法,将其应用于滚动轴承振动信号的前期处理,并结合功率谱密度进行故障诊断.分析Chua电路混沌同步系统的降噪机理,讨论系统处于不同运行状态时,输入信号对相空间运行轨迹的影响;搭建混沌同步系统降噪... 提出了一种基于混沌同步系统的降噪方法,将其应用于滚动轴承振动信号的前期处理,并结合功率谱密度进行故障诊断.分析Chua电路混沌同步系统的降噪机理,讨论系统处于不同运行状态时,输入信号对相空间运行轨迹的影响;搭建混沌同步系统降噪模型,分析其检测特性,并与其他方法进行比较;将滚动轴承不同损伤模式下测得的振动信号输入该模型,比较振动信号和同步误差信号的时域波形和功率谱密度,并通过峰值查找,匹配对应的故障特征频率.新方法利用了混沌系统的噪声免疫性和可同步性,避免了现有方法参数设定复杂和运行状态判定困难的问题.结果表明该方法可有效提升被测信号的信噪比,能与传统方法结合形成新的故障诊断方法. 展开更多
关键词 混沌同步 CHUA电路 噪声 故障诊断 功率谱密度
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Differential coupling contributes to synchronization via a capacitor connection between chaotic circuits
4
作者 Yu-meng XU Zhao YAO +1 位作者 Aatef HOBINY Jun MA 《信息与电子工程前沿:英文版》 SCIE EI CSCD 2019年第4期571-583,共13页
Nonlinear oscillators and circuits can be coupled to reach synchronization and consensus. The occurrence of complete synchronization means that all oscillators can maintain the same amplitude and phase, and it is ofte... Nonlinear oscillators and circuits can be coupled to reach synchronization and consensus. The occurrence of complete synchronization means that all oscillators can maintain the same amplitude and phase, and it is often detected between identical oscillators. However, phase synchronization means that the coupled oscillators just keep pace in oscillation even though the amplitude of each node could be different. For dimensionless dynamical systems and oscillators, the synchronization approach depends a great deal on the selection of coupling variable and type. For nonlinear circuits, a resistor is often used to bridge the connection between two or more circuits, so voltage coupling can be activated to generate feedback on the coupled circuits. In this paper, capacitor coupling is applied between two Pikovsk-Rabinovich(PR) circuits, and electric field coupling explains the potential mechanism for differential coupling. Then symmetric coupling and cross coupling are activated to detect synchronization stability, separately. It is found that resistor-based voltage coupling via a single variable can stabilize the synchronization, and the energy flow of the controller is decreased when synchronization is realized. Furthermore, by applying appropriate intensity for the coupling capacitor, synchronization is also reached and the energy flow across the coupling capacitor is helpful in regulating the dynamical behaviors of coupled circuits, which are supported by a continuous energy exchange between capacitors and the inductor. It is also confirmed that the realization of synchronization is dependent on the selection of a coupling channel. The approach and stability of complete synchronization depend on symmetric coupling, which is activated between the same variables. Cross coupling between different variables just triggers phase synchronization. The capacitor coupling can avoid energy consumption for the case with resistor coupling, and it can also enhance the energy exchange between two coupled circuits. 展开更多
关键词 SYNCHRONIZATION VOLTAGE COUPLING CHAOTIC circuit CAPACITOR COUPLING
一个切换混沌系统的设计及其电路仿真 预览
5
作者 石建平 杨兰天 《现代电子技术》 北大核心 2019年第8期59-62,67共5页
在Lorenz混沌系统的基础之上,通过对系统方程的变形得到4个混沌子系统,进一步构造一个由4个混沌子系统组成的切换混沌系统。该系统通过开关选择器,能够在4个混沌系统之间自动切换。详细分析系统的平衡点及其稳定性、耗散性、最大Lyapuno... 在Lorenz混沌系统的基础之上,通过对系统方程的变形得到4个混沌子系统,进一步构造一个由4个混沌子系统组成的切换混沌系统。该系统通过开关选择器,能够在4个混沌系统之间自动切换。详细分析系统的平衡点及其稳定性、耗散性、最大Lyapunov指数以及混沌吸引子的相图等基本特性。与Lorenz混沌系统具有更大的最大Lyapunov指数,其混沌吸引子更加复杂。基于微控制器数字平台,设计实现该切换混沌系统的数字硬件电路,电路实验仿真结果与数值仿真结果基本一致,证实了该混沌系统的存在性和物理上的可实现性。 展开更多
关键词 LORENZ系统 混沌子系统 切换 数值仿真 微控制器 电路仿真
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一种新混沌电路的设计实现及同步控制
6
作者 魏强 摆玉龙 +2 位作者 段济开 常明恒 范满红 《兰州大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期244-249,共6页
提出了一个新的三维自治混沌系统,包含4个参数常量和3个非线性项.通过理论分析和数值计算,研究了该三维混沌系统的基本动力学特性,如Lyapunov指数谱、Poincaré截面及分岔图等.设计了该混沌系统的模拟电路,用Multisim软件进行了仿真... 提出了一个新的三维自治混沌系统,包含4个参数常量和3个非线性项.通过理论分析和数值计算,研究了该三维混沌系统的基本动力学特性,如Lyapunov指数谱、Poincaré截面及分岔图等.设计了该混沌系统的模拟电路,用Multisim软件进行了仿真.结果表明,该混沌系统与之前的混沌系统并不拓扑等价.与其他混沌系统相比,新系统的各相相图是不对称的,运动特性较复杂、无序.搭建了系统硬件电路,各相相图与理论分析完全一致.通过耦合反馈同步法实现了两个混沌电路系统的同步控制,为新混沌电路理论的应用奠定了基础. 展开更多
关键词 混沌系统 LYAPUNOV指数谱 POINCARÉ截面 电路实现
基于Simulink的Lorenz系统标度化设计及硬件其实现 预览
7
作者 吕恩胜 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第5期1201-1204,1215共5页
通过Simulink仿真Lorenz系统,发现Lorenz系统的状态变量的动态变化值远远超过电子元器件工作电源范围,提出了一种标度化设计方法,有效地解决了用Lorenz系统搭建混沌电路的困难,并实现混沌电路,实验证明设计结果正确。这种方法也适用于... 通过Simulink仿真Lorenz系统,发现Lorenz系统的状态变量的动态变化值远远超过电子元器件工作电源范围,提出了一种标度化设计方法,有效地解决了用Lorenz系统搭建混沌电路的困难,并实现混沌电路,实验证明设计结果正确。这种方法也适用于其他混沌系统。 展开更多
关键词 SIMULINK 标度化 LORENZ系统 混沌电路
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具有共存混沌吸引子的超大范围参数混沌系统 预览
8
作者 徐昌彪 黎周 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1552-1562,共11页
为了使参数在超大范围内变化时系统均具有共存吸引子,构建新型的双翼与四翼吸引子共存的混沌系统.系统的状态方程共有7项,在每个状态方程中只有1个非线性项,且此非线性项是由另外2个状态变量的乘积组成的.分析系统的稳定性、系统特性对... 为了使参数在超大范围内变化时系统均具有共存吸引子,构建新型的双翼与四翼吸引子共存的混沌系统.系统的状态方程共有7项,在每个状态方程中只有1个非线性项,且此非线性项是由另外2个状态变量的乘积组成的.分析系统的稳定性、系统特性对参数变化的敏感性、系统参数在超大范围内变化时吸引子的共存特性等.研究结果表明,在参数α作微小变化时,系统特性具有较强的敏感性;当仅改变初始值的大小时,系统具有2个孤立双翼混沌吸引子与1个四翼混沌吸引子共存的特性;当参数d∈(0,2×10^4]时,系统同样具有混沌吸引子,且均具有共存的2个孤立双翼混沌吸引子与1个四翼混沌吸引子.此外,设计系统的硬件电路,利用Multisim进行电路仿真,进一步验证参数在超大范围内变化时系统中共存吸引子的存在性. 展开更多
关键词 混沌系统 超大范围 多重共存吸引子 敏感性 电路实现
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嵌套式多涡卷混沌系统及其电路实现 预览
9
作者 熊乐 卢鑫 +1 位作者 李志军 曾以成 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2019年第6期48-53,共6页
通过在Jerk系统的3个子方程上依次添加符号函数,构造出3个三维嵌套式吸引子混沌系统。改变符号函数的幅值,可得到多个不同形态的嵌套式多涡卷吸引子。分析了系统的平衡点和参数不同取值时的相图等。利用周期脉冲函数,扩展嵌套式吸引子... 通过在Jerk系统的3个子方程上依次添加符号函数,构造出3个三维嵌套式吸引子混沌系统。改变符号函数的幅值,可得到多个不同形态的嵌套式多涡卷吸引子。分析了系统的平衡点和参数不同取值时的相图等。利用周期脉冲函数,扩展嵌套式吸引子混沌系统的平衡点,实现了单方向排列的嵌套式多涡卷混沌吸引子阵列。根据相应的系统方程设计出具体的电路,给出了电路仿真图,证实了数值模拟和电路仿真结果的一致性。 展开更多
关键词 符号函数 嵌套式吸引子 周期脉冲 混沌电路
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Cascode 混沌电路负阻模型与电路设计 预览
10
作者 陈文兰 郑林华 杨星华 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2019年第3期531-535,共5页
针对 Cascode 结构振荡器进行研究,通过理论推导和分析,给出两级负阻提升的通用模型,该模型可以被广泛应用于混沌电路设计中,实际电路设计时可以用合适的负阻电路单元替代两级结构中的下级部分,实现电路负阻的提升。仿真设计结果表明,... 针对 Cascode 结构振荡器进行研究,通过理论推导和分析,给出两级负阻提升的通用模型,该模型可以被广泛应用于混沌电路设计中,实际电路设计时可以用合适的负阻电路单元替代两级结构中的下级部分,实现电路负阻的提升。仿真设计结果表明,基于该模型设计的混沌电路的混沌振荡基频 f0为 4.2 GHz,f0/fT值达到 0.46,较经典单级电路有较大提升。 展开更多
关键词 CASCODE 结构 混沌电路 负阻模型 振荡频率
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Fractional-Order Control for a Novel Chaotic System Without Equilibrium 预览
11
作者 Shuyi Shao Mou Chen 《自动化学报:英文版》 CSCD 2019年第4期1000-1009,共10页
The control problem is discussed for a chaotic system without equilibrium in this paper.On the basis of the linear mathematical model of the two-wheeled self-balancing robot,a novel chaotic system which has no equilib... The control problem is discussed for a chaotic system without equilibrium in this paper.On the basis of the linear mathematical model of the two-wheeled self-balancing robot,a novel chaotic system which has no equilibrium is proposed.The basic dynamical properties of this new system are studied via Lyapunov exponents and Poincar′e map.To further demonstrate the physical realizability of the presented novel chaotic system,a chaotic circuit is designed.By using fractional-order operators,a controller is designed based on the state-feedback method.According to the Gronwall inequality,Laplace transform and Mittag-Leffler function,a new control scheme is explored for the whole closed-loop system.Under the developed control scheme,the state variables of the closed-loop system are controlled to stabilize them to zero.Finally,the numerical simulation results of the chaotic system with equilibrium and without equilibrium illustrate the effectiveness of the proposed control scheme. 展开更多
关键词 CHAOTIC system circuit implementation FRACTIONAL-ORDER STABILIZATION
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Liu-cos混沌系统在声波弱信号检测中的应用 预览 被引量:2
12
作者 刘剑鸣 习敬伟 《计量学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期386-391,共6页
针对混沌三维弱信号检测系统的特点,设计了一种傅里叶变换和李雅普诺夫算法相结合的收敛性判别算法,证明了三维Liu-COS混沌系统对于声波弱信号检测具有广域性并且当输入声波信号幅值大于临界阈值时,系统变量z输出平衡于输入的周期摄... 针对混沌三维弱信号检测系统的特点,设计了一种傅里叶变换和李雅普诺夫算法相结合的收敛性判别算法,证明了三维Liu-COS混沌系统对于声波弱信号检测具有广域性并且当输入声波信号幅值大于临界阈值时,系统变量z输出平衡于输入的周期摄动力信号,系统变量Y和z的输出收敛于零,临界阈值具有唯一性。解决了传统Duffing混沌系统应用于声波弱信号检测时,系统变量z和Y输出不收敛、只能进入窄域检测等问题。构造了Duffing混沌系统和三维Liu-COS混沌系统的实际声波检测实验,分析了混沌系统在实际声波检测过程中的性能。 展开更多
关键词 计量学 声波检测 Liu-cos混沌系统 混沌电路 微弱信号检测
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基于一种新混沌电路的彩色图像加密方法 预览
13
作者 李兵 黄霞 李玉霞 《山东科技大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2018年第3期97-105,共9页
基于蔡氏电路设计了一个新的混沌电路并将其应用于彩色图像加密。该电路利用混沌的遍历性控制一个绝缘栅型场效应管的栅极和源极,使得该场效应管的输出电阻呈现一个复杂的动态变化过程。将该场效应管的漏极和源极与受驱动的蔡氏电路中... 基于蔡氏电路设计了一个新的混沌电路并将其应用于彩色图像加密。该电路利用混沌的遍历性控制一个绝缘栅型场效应管的栅极和源极,使得该场效应管的输出电阻呈现一个复杂的动态变化过程。将该场效应管的漏极和源极与受驱动的蔡氏电路中的线性电阻相串接,使得受驱动的蔡氏电路中的等效线性电阻变成时变电阻。与确定的混沌加密系统相比,该混沌电路对应的混沌系统拥有更好的伪随机性,使得加密系统有更大的密钥空间,提高了加密的安全性。实验结果证实了该加密方法的有效性。 展开更多
关键词 混沌系统 混沌电路 图像加密 场效应管 参数摄动
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实数指数幂忆阻函数设计与电路仿真实现
14
作者 张小红 齐彦丽 《系统仿真学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期3807-3816,共10页
混沌电路仅包含3个电路元件:1个线性无源电导,1个线性无源电容和1个非线性忆阻器,其中在忆阻器设计中,现有的忆阻函数多项式均采用整数指数幂。在此基础上,设计了一个忆阻函数多项式为实数指数幂的一般忆阻器,构建了基于该忆阻器的简... 混沌电路仅包含3个电路元件:1个线性无源电导,1个线性无源电容和1个非线性忆阻器,其中在忆阻器设计中,现有的忆阻函数多项式均采用整数指数幂。在此基础上,设计了一个忆阻函数多项式为实数指数幂的一般忆阻器,构建了基于该忆阻器的简约混沌电路系统,分别研究了整数幂、实数幂以及线性参数对系统动力学行为的影响,并利用Lyapunov指数定性分析了系统的混沌特性。数值计算与电路实验仿真结果表明所设计的电子器件满足忆阻器的本质特征,实数指数幂忆阻函数具有更加广泛和通用的应用价值。 展开更多
关键词 忆阻器 混沌电路 实数指数幂 电路仿真
基于单T网络的忆阻混沌电路 预览 被引量:2
15
作者 陈菊芳 徐影 于倩倩 《物理实验》 2018年第6期20-25,共6页
利用RC单T选频网络构成的正弦波振荡电路和三次光滑模型忆阻器,通过不同的耦合方式,设计了并联型和串联型忆阻混沌电路.通过分岔图、Lyapunov指数和相图分析了电路的基本动力学特性,观察到了当耦合电容值变化时电路呈现的倍周期分岔、... 利用RC单T选频网络构成的正弦波振荡电路和三次光滑模型忆阻器,通过不同的耦合方式,设计了并联型和串联型忆阻混沌电路.通过分岔图、Lyapunov指数和相图分析了电路的基本动力学特性,观察到了当耦合电容值变化时电路呈现的倍周期分岔、周期窗口和快慢效应等复杂动力学行为.电路仿真得到的实验结果与数值计算结果基本一致. 展开更多
关键词 忆阻器 混沌电路 单T选频网络 电路仿真
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一类特殊受控混沌系统的电路仿真实验 预览
16
作者 贾乐乐 刘爱民 +2 位作者 黄亚杰 黄燮桢 白聿北 《科技创新与应用》 2018年第12期29-32,共4页
混沌电路仿真与实现是非线性混沌研究中的一项重要内容.基于具有一对位置对称、稳定性态相反平衡点的混沌系统,文 章通过混合控制得到一个新的混沌系统.运用混沌电路理论,设计出实现新混沌吸引子的电路信号源,并通过Multisim软件进行实... 混沌电路仿真与实现是非线性混沌研究中的一项重要内容.基于具有一对位置对称、稳定性态相反平衡点的混沌系统,文 章通过混合控制得到一个新的混沌系统.运用混沌电路理论,设计出实现新混沌吸引子的电路信号源,并通过Multisim软件进行实验 仿真.实验结果和分析结果一致. 展开更多
关键词 混沌系统 MULTISIM 电路实验 数值仿真
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忆阻器混沌电路的硬件实现 预览
17
作者 陈秋杰 李文 《工业控制计算机》 2018年第11期155-156,共2页
采用简化Lorenz系统和光滑二次型忆阻器模型构建忆阻器混沌电路系统。通过改变系统参数的方式,观察该系统在不同的系统参数下的系统状态。使用MATLAB仿真,Multisim仿真以及实际硬件电路从三个平台调试系统参数,验证硬件电路的正确性... 采用简化Lorenz系统和光滑二次型忆阻器模型构建忆阻器混沌电路系统。通过改变系统参数的方式,观察该系统在不同的系统参数下的系统状态。使用MATLAB仿真,Multisim仿真以及实际硬件电路从三个平台调试系统参数,验证硬件电路的正确性,以及说明仿真与硬件实验的一致性。 展开更多
关键词 混沌电路 忆阻器
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含两个荷控忆阻器最简混沌电路的设计与研究
18
作者 吴淑花 容旭巍 刘振永 《系统仿真学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期3985-3994,4001共11页
利用两个HP实验室荷控忆阻器模型设计了一个最简的五阶混沌电路,利用常规动力学分析方法研究了电路系统的基本动力学特性,发现其初始不稳定的暂态期,并用最大李雅普诺夫指数记录了初始振荡过程;计算了电路系统中两个忆阻器的伏安特性和... 利用两个HP实验室荷控忆阻器模型设计了一个最简的五阶混沌电路,利用常规动力学分析方法研究了电路系统的基本动力学特性,发现其初始不稳定的暂态期,并用最大李雅普诺夫指数记录了初始振荡过程;计算了电路系统中两个忆阻器的伏安特性和功率输出,判断忆阻器为无源器件;通过分岔图和最大李雅普诺夫指数谱研究了电感、电容和电导这三个元件参数对电路系统的影响;计算仿真了双参数空间中电路系统的特性分布和系统的状态特点,得到了这个混沌电路系统在两个元件参数共同作用下的复杂的动力学行为走向。 展开更多
关键词 混沌电路 HP忆阻器 暂态过程 双参数特性
基于一种新分数阶混沌电路的彩色图像加密方法 预览
19
作者 李兵 王萌 《电子质量》 2017年第10期83-90,共8页
为了提高传统混沌系统彩色图像加密方法的密钥空间,该文基于分数阶Chen电路设计了一个新的混沌电路来对彩色图像进行加密。该电路利用混沌的遍历性和一个绝缘栅型场效应管得到一个时变电阻。用该时变电阻替换分数阶Chen电路分抗中的一... 为了提高传统混沌系统彩色图像加密方法的密钥空间,该文基于分数阶Chen电路设计了一个新的混沌电路来对彩色图像进行加密。该电路利用混沌的遍历性和一个绝缘栅型场效应管得到一个时变电阻。用该时变电阻替换分数阶Chen电路分抗中的一个电阻,使得分抗实时变化。与参数固定不变的混沌加密系统相比,该混沌电路拥有更好的伪随机性、更大的参数调节范围,进而有更大的密钥空间,使得加密的安全性得到保障。实验结果证实了该加密方法的有效性。 展开更多
关键词 混沌系统 混沌电路 图像加密 分数阶 参数摄动
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一个新四翼超混沌系统及其在图像加密中应用 预览 被引量:2
20
作者 战凯 姜文刚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第12期36-44,共9页
提出了一个新的四翼超混沌系统,并将该系统应用于图像加密中。分析新系统的相图、平衡点、Lyapunov指数谱及分岔图等基本动力学特性,着重对系统参数变化引起的Lyapunov指数谱及分岔图详细分析,并设计该系统的模拟电路,电路实验结果... 提出了一个新的四翼超混沌系统,并将该系统应用于图像加密中。分析新系统的相图、平衡点、Lyapunov指数谱及分岔图等基本动力学特性,着重对系统参数变化引起的Lyapunov指数谱及分岔图详细分析,并设计该系统的模拟电路,电路实验结果与理论分析结果一致,验证了系统的超混沌行为。最后将此四翼超混沌系统应用于图像加密中,分析加密前后图像的直方图和相邻像素间相关性等,验证该系统应用于图像加密的效果良好。 展开更多
关键词 四翼吸引子 超混沌系统 混沌电路 图像加密
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