混沌系统

摘要： 本文将二维斜帐篷映射与中国剩余定理相结合,提出了一种基于置换–扩散模式的高效图像加密算法。在置换过程中,该算法利用二维斜帐篷映射生成混沌序列,通过对混沌序列进行升序排列得到位置置换索引序列,用于图像像素位置的随机置乱。在扩散过程中,利用中国剩余定理对置乱后的图像颜色分量进行重构,并引入实数广义Arnold映射来改变图像颜色分量的灰度值分布。各种安全性分析都表明了本文提出的图像加密算法的有效性,能有效抵御各种攻击。

摘要： 针对离散混沌动力学系统在数字域上存在退化简并的问题,提出了一种可以配置系统的Lyapunov指数全部为正的算法,该算法基于混沌反控制原理,首先引入一个反馈矩阵,将该矩阵中的所有参数做了细致的规定设置,从理论角度证明了该算法能将Lyapunov指数配置为全正。随后对系统轨道的有界性和Lyapunov指数的有限性进行了证明,再通过几个算例对配置的数值进行仿真分析和性能比较,验证了所提算法能产生无简并的离散混沌系统,而且在数值准确性和算法运行时间方面存在一定的优势。再利用配置好的混沌系统生成序列然后量化,量化方案为取出序列有效数字组合,对该序列进行一些动态变换处理加强输出序列的随机性和序列的复杂性。将经过变换的输出序列转换为二进制序列,进行多项随机性和统计性测试,与一般混沌序列进行性能比较,测试结果表明该序列有着更好的随机特性,能够应用于混沌序列密码体制中。

摘要： 针对太赫兹通信信号容易被截获的问题,提出了一种基于五维超混沌系统的太赫兹调制跳变方法。根据信道的实时变化,采用改进的信噪比估计算法选择调制类,再通过五维超混沌系统产生的跳变图案随机地选择一种具体的调制方式。仿真结果表明,所提算法对信道的实时预测能力更为准确,在一定的计算复杂度下,相比于传统的混沌序列,其系统性能更好,具有更优的抗截获性能。

摘要： 为了进一步挖掘混沌系统的演化信息,提升预测精度,减少训练时间,提出了一种基于最大信息挖掘广域学习系统多核最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LS-SVM)短期电力负荷预测算法。为了有效地捕捉电力负荷的非线性信息,引入了一种改进的漏积分器动态储层,不仅可以获取系统当前状态的信息,而且可以学习历史信息,进一步通过非线性随机映射充分挖掘非线性信息。提出了一种多核LS-SVM预测模型,有效综合了各个核函数的优点。通过两个电力负荷预测案例将文中方法与传统的反向传播算法和支持向量机算法进行预测误差对比,预测结果验证了所提出的混沌时间序列预测算法具有较高的预测精度,适用于短期电力负荷预测。

摘要： 以永磁半直驱截割传动系统的输入端齿轮为研究对象,建立了输入端齿轮扭转振动动力学模型,分析了温度及频率变化下齿轮的动态特性和啮合状态。结果表明,温度会严重影响齿轮副啮合动力特性,齿轮之间啮合位移会产生混沌运动。通过周期激励法,对系统混沌进行了控制,为提高系统运行稳定性提供参考。

摘要： 针对管结构中微小缺陷的定性分类问题,本文提出了一种基于深度学习和Duffing系统结合的超声导波管道检测研究。将BP神经网络与传统的超声导波技术相结合,对数值模拟信号分别提取小波变换得到的小波系数能量值,以及10个时域特征值,同时引入Duffing振子中的分维数缺陷识别方法,实现了管道缺陷中凹陷、裂缝、孔洞三种缺陷的分类识别。实验结果表明:在处理数值模拟管道超声导波信号的分类问题上,基于传统特征选取办法的BP神经网络识别准确率为86.35%,加入三个混沌系数后准确率提升至91.85%。

摘要： 采用极点配置方法设计控制器,实现两个混沌系统的投影同步控制。以Lorenz混沌系统和R ssler混沌系统的投影同步为例,采用MATLAB/Simulink软件建立混沌投影同步实验系统,并进行仿真实验。该仿真实验容易修改,而且非常形象和直观,有助于学生对混沌现象和投影同步控制理论的理解和实际应用。仿真结果表明,极点配置方法能够实现混沌系统的投影同步控制,并具有控制器设计简单和投影同步速度快的优点。

摘要： 信息安全是人们日益关注的问题,在大数据时代,很多信息的传输都是通过数字图像进行的。为了减少数字图像在信息传递过程中存在的安全隐患,改进了Clifford系统,通过混沌吸引子图和Lyapunov指数分析改进的Clifford系统的混沌特性,并且基于改进的Clifford系统设计了一种图像加密新算法。该算法先将明文图像像素矩阵转化为二进制矩阵,对二进制矩阵的行和列分别进行循环位移;然后再将明文图像分成9个大小不同的矩阵块,对每个矩阵块进行置乱操作,在块置乱时,块间结合混沌序列进行置乱,块内进行循环位移,保证了每个像素点的位置都发生了变化;最后用混沌序列和置乱后的图像进行异或运算,得到最终的密文图像。仿真实验以及安全性分析说明该算法具有良好的加密效果。

摘要： 针对传统灰狼优化算法易于陷入局部最优、寻优精度低的问题,提出基于混沌对立学习和差分进化机制的改进灰狼优化算法CODEGWO。引入混沌对立学习策略生成灰狼初始种群,提升初始解的质量,加速算法收敛;引入差分进化的局部搜索机制,改善灰狼的局部开发与邻近区域的搜索能力;引入个体扰动机制增加种群多样性,改进灰狼的全局搜索能力。8个单峰和多峰基准函数优化求解的测试结果表明,CODEGWO算法可以有效提升寻优精度和收敛速度。

摘要： 为提高当前混沌图像加密算法抵抗选择明文攻击的能力并减轻公用网络传输负担,提出一种基于整数小波变换和二维混沌系统的多图像加密算法。采用整数小波变换对多张明文图像进行数据压缩,对压缩以后的多张明文图像进行交叉组合,通过对同时置乱和扩散操作产生的密文图像进行动态分割,可以生成多张密文图像。所提加密算法可以抵抗选择明文攻击,实现对图像数据的压缩,通过减少图像数据的冗余度减轻信道传输的负担,提高加密速度。通过MATLAB仿真实验证实了该加密算法的正确性和实用性,该加密算法可以保证图像在公用信道中传输的安全。

摘要： 基于小增益定理,研究了初值不同两个新的混沌系统的同步问题,将误差系统分为两个子系统,采用线性反馈控制方法实现了新的混沌系统同步.给出了新系统实现同步的条件并给出了控制参数的取值范围.最后,数值结果验证了所提出的方法的有效性.

摘要： 为了能实时而有效地辨识参数不确定的混沌系统,本文提出了一种基于Wiener模型自适应分段线性滤波器的混沌系统辨识方法.Wiener模型的线性动态部分采用了线性横向滤波器,非线性静态部分用分段线性滤波器逼近.根据均方误差准则导出了滤波器参数的更新算法,分析了算法的收敛性条件.通过计算机仿真,证实了该自适应滤波器辨识混沌系统的有效性和低计算复杂性.

摘要： 研究微弱信号检测技术,是声波遥传技术能够发展的前提条件.混沌是自然界中的一大类现象,利用混沌对初值的敏感性,将其应用到微弱信号检测中,其基本思想是:使混沌系统处于特定的状态下,将待测信号作为混沌系统特定参数的摄动加入混沌系统,根据系统是否发生状态迁移来检测微弱信号是否存在及确定其参数.本文利用混沌系统对特定小信号的敏感性来判定载波是否存在,提出一种基于Duffing系统的2FSK信号的检测方法,不需对信号的大小做出精确检测,并且由于混沌振子检测系统本身具有很好的抗噪性,该方法不需要对信号进行滤波处理就能将极低信噪比下的2FSK信号检测出来,更加适合于强噪声背景下的2FSK微弱信号检测.

摘要： 构造新的混沌系统的途径有很多,其中最常用的之一是耦合.本文设计了一种新的耦合方法一一自变量斥耦合,并将其作用于斜帐篷映射来得到一个新的混沌系统.实验显示,这一系统的混沌性质相当优秀.随后,基于该系统构建了一个伪随机比特发生器.接着,用五项统计测试来检测该发生器所生成比特流的伪随机性.结尾,计算了所生成比特流的线性复杂度及该发生器的密钥空间大小.所有实验均表明该发生器性质良好,较适合用于信息安全领域.

摘要： Duffing系统是为人们熟知的含时间的实际混沌系统,在非线性动力学系统的研究中占有重要的地位.本文构建了Holmes-Duffing混沌系统的数学模型,分析了系统散度和系统平衡点动力学特性.采用数值仿真方法生成了系统的混沌吸引子,解决了系统非线性方程难以用解析方法求解的问题.最后,设计了系统的FPGA硬件电路并且给出了混沌吸引子硬件电路实验结果,硬件实验结果与理论分析和仿真结果一致,从而验证了该系统的正确性、有效性和可行性.用FPGA技术以数字形式实现Holmes-Duffing混沌信号,在硬件加密和混沌保密通信中有着重要意义.

摘要： 基于分数阶混沌系统设计了扩频通信系统.在分数阶混沌序列的基础上,通过简单的二值量化算法同时生成多组互不相关的伪随机序列.这些伪随机序均通过NIST的STS测试,生成速度比对应的整数阶系统快,而且具有更大的秘钥空间.将生成的伪随机序列作为扩频码应用于扩频通信系统,其性能均好于Hénon映射、Chen系统、M序列及Gold序列,并且具有较好的多址能力.本系统的设计提高了扩频通信系统的性能,说明了分数阶混沌系统的广阔应用前景.

摘要： 结合混沌系统和DNA密码学,提出了一种基于DNA序列的彩色图像加密算法,该算法应用了DNA序列的加法、减法、异或运算,并且把彩色图像分解为位平面进行处理.首先对彩色图像位平面分解、DNA编码;然后对DNA平面置乱、DNA加法运算、DNA异或运算;最后进行DNA解码、位平面合并,得到密文图像.实验结果表明,原始图像加密后的图像类似噪声,加密后的直方图变得更平滑,对密钥有很高的敏感性,密文图像的随机性好,密文图像相邻像素之间相关性低.

摘要： 通过构造一个正定的李亚普诺夫函数,研究了混沌经济系的界,并给出界的表达式.作为混沌系统界性的应用,研究此系统的完全同步,通过只设计一个反馈项使两个系达到完全同步.最后用MATLAB进行数值仿真验证了所提出的控制器的有效性和可行性.

摘要： 为了快速准确地检测混沌背景中的微弱信号,提高网络泛化能力,本文利用改进教学优化算法优化贝叶斯回声状态网络的模型参数,提出了一种改进教学优化的混沌背景中微弱信号检测方法.通过建立混沌序列单步预测模型,分析预测误差的幅值,检测混沌背景中微弱瞬态信号和周期信号.对Lorenz系统和实测的海杂波数据进行实验研究,验证预测模型的有效性,结果表明,贝叶斯回声状态网络模型能快速有效地检测混沌背景中微弱信号,且具有更低的门限.

摘要： 为了快速准确地检测混沌背景中的微弱信号,提高网络泛化能力,本文利用改进教学优化算法优化贝叶斯回声状态网络的模型参数,提出了一种改进教学优化的混沌背景中微弱信号检测方法.通过建立混沌序列单步预测模型,分析预测误差的幅值,检测混沌背景中微弱瞬态信号和周期信号.对Lorenz系统和实测的海杂波数据进行实验研究,验证预测模型的有效性,结果表明,贝叶斯回声状态网络模型能快速有效地检测混沌背景中微弱信号,且具有更低的门限.

摘要： 一种五维混沌系统及基于五维混沌系统的混沌信号发生器，涉及信息加密领域。本发明的五维混沌系统占用数字电路乘法器数量少、实现简单，呈现混沌的系统参数范围大从而获得复杂性的混沌信号，提高混沌信息加密的安全性。五维混沌系统用于输出五路混沌信号并存在典型的混沌吸引子。混沌信号发生器中的FPGA用于生成五维混沌系统电路，FPGA的五路混沌信号输出端分别连接第一路、第二路、第三路、第四路、第五路数模转换器的数字信号输入端；拨码开关的一端连接电源，拨码开关的另一端分别连接五路数模转换器的供电端，五路数模转换器输出的信号均为电压信号。混沌信号发生器能提供具有多种变量组合形式的用于信息加密的具有良好的混沌特性五维混沌信号源。

摘要： 本发明提供一种基于五项最简三维混沌系统的四维无平衡点超混沌系统及模拟电路，利用运算放大器U1、运算放大器U2及电阻和电容构成反相加法器和反相积分器，利用乘法器U3和U4实现乘法运算，利用8V直流电源实现常数输入，所述运算放大器U1和运算放大器U2采用LF347N，所述乘法器U3和U4采用AD633JN，所述运算放大器U1连接运算放大器U2、乘法器U3，所述运算放大器U2连接乘法器U4、直流电源和运算放大器U1，所述乘法器U3连接运算放大器U1，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述8V直流电源连接运算放大器U2，本发明在五项最简三维混沌系统的基础上，提出了一个无平衡点的四维超混沌系统，并用模拟电路进行了实现，为混沌系统应用于通信等工程领域提供了一种新的方法和思路。

摘要： 本发明涉及一种基于SHA-384函数、时空混沌系统、量子混沌系统和神经网络的彩色图像加密方法，包括：利用SHA-384函数对原始彩色图像I0进行计算，得到哈希值作为密钥，利用哈希值、CML耦合映像格子和一维Logistic混沌映射产生混沌序列，利用混沌序列对I0的三基色分量的高四位图像进行位级行、列置乱，得到置乱图像I1；利用Logistic量子混沌系统生成用于加密置乱图像的混沌序列，并结合神经网络对I1的三基色分量的所有像素值进行并行扩散处理，得到最终的密文图像I2。上述方法大大增加了密钥空间，使得安全性、加密效果和密钥敏感性更高，抗攻击能力更强，置乱过程加密时间更短，并更易于硬件实现。

摘要： 本发明提供一种基于三维混沌系统的无平衡点超混沌系统及模拟电路，利用运算放大器U1、运算放大器U2及电阻和电容构成反相加法器和反相积分器，利用乘法器U3和乘法器U4实现乘法运算，所述运算放大器U1和运算放大器U2采用LF347N，所述乘法器U3和乘法器U4采用AD633JN，所述运算放大器U1连接运算放大器U2、乘法器U3和乘法器U4，所述运算放大器U2连接乘法器U3和运算放大器U1，所述乘法器U3连接运算放大器U1，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述4V直流电源连接运算放大器U2，本发明在一个具有二个平衡点的三维混沌系统的基础上，提出了一个无平衡点的四维超混沌系统，并用模拟电路进行了实现，为混沌系统应用于通信等工程领域提供了一种新的方法和思路。

摘要： 一种五维混沌系统及基于五维混沌系统的混沌信号发生器，涉及信息加密领域。本发明的五维混沌系统占用数字电路乘法器数量少、实现简单，呈现混沌的系统参数范围大从而获得复杂性的混沌信号，提高混沌信息加密的安全性。五维混沌系统用于输出五路混沌信号并存在典型的混沌吸引子。混沌信号发生器中的FPGA用于生成五维混沌系统电路，FPGA的五路混沌信号输出端分别连接第一路、第二路、第三路、第四路、第五路数模转换器的数字信号输入端；拨码开关的一端连接电源，拨码开关的另一端分别连接五路数模转换器的供电端，五路数模转换器输出的信号均为电压信号。混沌信号发生器能提供具有多种变量组合形式的用于信息加密的具有良好的混沌特性五维混沌信号源。

摘要： 本发明公开了一种采用两输入实现驱动混沌系统与响应混沌系统的简化同步方法，按照以下步骤进行：步骤一：驱动混沌系统的构造以及驱动混沌系统状态的测量；步骤二：响应混沌系统的构造以及响应混沌系统状态的测量；步骤三：虚拟误差系统的构建以及误差状态的计算；步骤四：自适应反演同步控制律的构建；步骤五：大增益比例积分同步控制规律的构建；步骤六：将步骤四中的自适应反演同步控制规律以及步骤五中的大增益比例积分同步控制规律接入响应系统以实现响应混沌系统对驱动混沌系统的同步跟踪。本发明提供的简化同步方法，具有较高的测量精度，实施起来较为容易，节省了实施时间以及实施成本。

摘要： 本发明提出了一种混沌复系统和混沌实系统的自适应反同步方法，包括如下步骤：S1：设定混沌实系统和混沌复系统，以混沌实系统作为驱动系统，以混沌复系统作为响应系统；S2：将步骤S1中的驱动系统和响应系统对应作和，得到误差系统；S3：根据驱动系统和响应系统带有未知参数分别得到驱动实混沌系统和响应复混沌系统，设计控制器，设计控制律及参数自适应律；S4：将步骤S3中的控制律和参数自适应律加载在响应系统上，利用控制律和参数自适应律的控制误差系统趋于0，实现响应系统和驱动系统实现渐进反同步，本发明能够使得混沌实系统和混沌复系统之间建立联系，且实现保密通信时选择更多，破译者更加难破译，提高保密通信的安全性。

摘要： 本发明涉及一种混沌系统及模拟电路，特别涉及一种基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路。目前，己有的超混沌系统一般是在具有三个平衡点的三维混沌系统的基础上，增加一维，形成具有至少有一个平衡点的四维超混沌系统，无平衡点的四维超混沌系统还没有被提出，本发明在五项最简三维混沌系统的基础上，提出了一种基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路，为混沌系统应用于通信等工程领域提供了一种新的方法和思路。

摘要： 本发明涉及一种混沌系统及模拟电路，特别涉及一种基于五项最简混沌系统的无平衡点四维超混沌系统自适应同步方法及电路。目前，己有的超混沌系统一般是在具有三个平衡点的三维混沌系统的基础上，增加一维，形成具有至少有一个平衡点的四维超混沌系统，无平衡点的四维超混沌系统还没有被提出，本发明在五项最简三维混沌系统的基础上，提出了一种基于五项最简混沌系统的无平衡点四维超混沌系统自适应同步方法及电路，为混沌系统应用于通信等工程领域提供了一种新的方法和思路。

摘要： 本发明提供一种基于三维混沌系统的无平衡点超混沌系统及模拟电路，利用运算放大器U1、运算放大器U2及电阻和电容构成反相加法器和反相积分器，利用乘法器U3和乘法器U4实现乘法运算，所述运算放大器U1和运算放大器U2采用LF347N，所述乘法器U3和乘法器U4采用AD633JN，所述运算放大器U1连接运算放大器U2、乘法器U3和乘法器U4，所述运算放大器U2连接乘法器U3和运算放大器U1，所述乘法器U3连接运算放大器U1，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述4V直流电源连接运算放大器U2，本发明在一个具有二个平衡点的三维混沌系统的基础上，提出了一个无平衡点的四维超混沌系统，并用模拟电路进行了实现，为混沌系统应用于通信等工程领域提供了一种新的方法和思路。