蔡氏混沌电路频谱分布与元件参数的选择-动力学与控制学报.PDFVIP

第１３卷第３期２０１５年６月 动力 学 与控 制 学报 Ｖｏｌ．１３Ｎｏ．３ １６７２６５５３／２０１５／１３ ／１９９６ Ｊｕｎ．２０１５ ⑶ ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＹＮＡＭＩＣＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬ 蔡氏混沌电路频谱分布与元件参数的选择 １，２ １ 韩敬伟 　王忠林 （１．滨州学院物理与电子科学系，滨州　２５６６０３）（２．南开大学计算机与控制工程学院，天津　３０００７１） 摘要　以蔡氏电路为研究对象，依据电路方程从理论上给出了在保持混沌特性不变时的三种改变电路元件 参数的途径，并进行了Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真实验．比较不同情况下混沌系统各电路变量的频谱分布曲线，发现在一 定参数空间内仿真实验的结果和理论分析一致．这将为设计不同频率需求的混沌电路提供很好的设计思 路，也可以在一定范围内选择不同电路元件参数，来改善所需混沌系统的频率特性，设计出更符合需求的混 沌电路． 关键词　蔡氏电路，　混沌，　频谱分布，　元件参数 ＤＯＩ：　１０．６０５２／１６７２６５５３２０１４０４１ 谱分布范围的蔡氏电路．文献 １５以蔡氏混沌电路 引言 为例，通过对蔡氏混沌电路中元器件Ｒ、Ｌ和 Ｃ参 华裔物理学家蔡少棠（ＬｅｏｎＯ．Ｃｈｕａ）教授于 数的调整，可以获得具有期望频谱范围的混沌信 ［１］ 号．文献１４、１５都只是对蔡氏电路进行了ＭＡＴＬＡＢ １９８３年提出并实现蔡氏混沌电路 ，促进了非线 性电路理论的发展，在掀起了研究非线性电路的热 软件仿真，没有进行电路仿真，而且只讨论了一种 潮，为混沌从理论走向实际奠定了基础．蔡氏混沌 电路参数改变方法． 电路具有丰富的混沌动力学特性，并且易于实现， 本文以蔡氏电路为研究对象，根据其归一化方 因此受到了广泛的关注和研究．近几年，利用不同 程中各参数的表达式，分别研究了三改变元件参 模型忆阻器代替蔡氏二极管构成蔡氏忆阻混沌电 数，但仍然保持混沌归一化方程不变的途径，并利 路获得了大量的研究［２－８］． 用ｍｕｌｔｓｉｍ软件对三种情况进行了电路仿真，获得 把混沌应用于必威体育官网网址通信中是在 １９８９年提出， 了不同参数情况下混沌电路的频谱图像和频率范 因为混沌信号具有无限状态模式、宽频带特性和不 围，结果和理论分析一致．这将有助于加深人们对 可预测性，比伪随机序列更适合应用于必威体育官网网址通信领 蔡氏混沌电路的频率特性认识，方便电路设计工程 域，因此在国际上获得了广泛的重视与研究［９－１３］． 师据此选择不同元件参数设计和实现具有期望频 但在实际通信系统中，通信信道的带宽有一定限 率范围的混沌电路． 制．超过信道频谱范围的频率分量将要被滤掉，这 １　理论分析 样就给混沌实际电路用于必威体育官网网址通信带来困难，因此 有关混沌系统的频率特性也获得了部分研究者的 典型蔡氏混沌系统的Ｍｕｌｔｉｓｉｍ仿真电路（如图 注意［１４－１５］．由于混沌信号具有无限状态模式，所以 １）所对应的电路方程为： 混沌系统处于混沌状态时其频谱必定是连续谱，否 ｄｖ ｖ－ｖ  ｃ１ ｃ２ ｃ１ Ｃ ＝ －ｆ（ｖ） 则其频谱为分立谱．