單參數Lorenz混沌同步系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種單參數Lorenz混沌同步系統，包括驅動電路和響應電路；驅動電路包括反相求和電路N1、反相積分電路N2、反相比例電路N3、反相求和電路N4、反相積分電路N5、反相求和電路N6、反相積分電路N7、反相比例電路N8、乘法電路A1、乘法電路A2、乘法電路A3；反相積分電路N5的輸出端輸出y信號；響應電路包括反相求和電路N9、反相積分電路N10、反相比例電路N11、反相求和電路N12、反相積分電路N13、反相比例電路N14、乘法電路A4、乘法電路A5；所述y信號對響應電路提供驅動力；所述y信號分別與反相求和電路N9的輸入端、乘法電路A4的輸入端、乘法電路A5的輸入端相連。本方案具有電路設計簡單、同步效果好的優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及Lorenz混沌模型領域，具體涉及一種單參數Lorenz混沌同步系統。
技術介紹
混沌是一個物理概念，它是非線性動力學系統表現出來的一種復雜現象。早在十九世紀末，法國數學家龐加萊在研究太陽系三體運動時就發現了混沌的現象，而最具有說服力和影響力的當屬美國氣象學家洛倫茲提出的Lorenz方程，借助于計算機技術使人們對混沌有了更加深刻的理解。近年來隨著人們對非線性混沌理論研究的不斷深入，混沌的應用研究已成為非線性科學領域的熱點問題之一。利用混沌信號進行保密通信就是其重要應用之一，而混沌保密通信的關鍵是如何實現混沌系統同步。Lorenz混沌模型的數學表達式為：為了便于Labview編程仿真將系統(1)變形為方程組(2)式，取b＝3.4時，初始值(x0，y0，z0)為(-0.1，0.1，-0.1)，dt取0.005，對方程組(2)進行前面板設計和后面板的程序框圖設計，通過虛擬儀器得到時序圖和相圖，如圖1、圖2所示。由圖1時序圖可知，時域波形表現出非周期、不可預測性，由圖2相圖，該系統存在混沌吸引子，即系統在上述參數作用下處于混沌狀態。由圖1時序圖可以看出，系統(1)產生的混沌信號頻率非常小，不利于其具體應用。而把該系統應用于混沌保密通信，那首先需要解決混沌同步問題，為了解決這個問題，公開號CN105141411A的中國專利技術專利公開了一種不同變量的Lorenz型超混沌系統自適應同步方法及電路。但該電路存在如下問題：1、同步方案設計的過于復雜。2、Lorenz混沌模型的變量過多，導致最終的同步效果不理想。
技術實現思路
為了解決現有技術存在的問題，本技術提供一種電路結構簡單、同步效果好的單參數Lorenz混沌同步系統。為了實現上述目的，本技術采用的技術方案是：一種單參數Lorenz混沌同步系統，包括驅動電路和響應電路；所述驅動電路包括反相求和電路N1、反相積分電路N2、反相比例電路N3、反相求和電路N4、反相積分電路N5、反相求和電路N6、反相積分電路N7、反相比例電路N8、乘法電路A1、乘法電路A2、乘法電路A3；所述反相求和電路N1的輸出端與反相積分電路N2的輸入端相連；反相積分電路N2的輸出端分別與反相比例電路N3的輸入端和乘法電路A3的輸入端相連；所述反相積分電路N2的輸出端輸出x信號；所述反相比例電路N3的輸出端分別與反相求和電路N1的輸入端和乘法電路A1的輸入端相連；所述乘法電路A1的輸出端與反相求和電路N4的輸入端相連；所述反相求和電路N4的輸出端與反相積分電路N5的輸入端相連；所述反相積分電路N5的輸出端分別與反相求和電路N4的輸入端、反相求和電路N1的輸入端、乘法電路A1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、乘法電路A3的輸入端相連；反相積分電路N5的輸出端輸出y信號；所述乘法電路A2的輸出端與反相求和電路N1的輸入端相連；所述乘法電路A3的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述反相求和電路N6的輸出端與反相積分電路N7的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端分別與乘法電路A2的輸入端、反相比例電路N8的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端輸出z信號；所述反相比例電路N8的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述響應電路包括反相求和電路N9、反相積分電路N10、反相比例電路N11、反相求和電路N12、反相積分電路N13、反相比例電路N14、乘法電路A4、乘法電路A5；所述y信號對響應電路提供驅動力；所述y信號分別與反相求和電路N9的輸入端、乘法電路A4的輸入端、乘法電路A5的輸入端相連；所述反相求和電路N9的輸出端與反相積分電路N10的輸入端相連；所述反相積分電路N10的輸出端分別與乘法電路A5的輸入端和反相比例電路N11的輸入端相連；所述反相積分電路N10的輸出端輸出x1信號；所述x1信號與x信號相同；所述反相比例電路N11的輸出端與反相求和電路N9的輸入端相連；所述乘法電路A4的輸出端與反相求和電路N9的輸入端相連；所述乘法電路A5的輸出端與反相求和電路N12的輸入端相連；所述反相求和電路N12的輸出端與反相積分電路N13的輸入端相連；所述反相積分電路N13的輸出端分別與乘法電路A4的輸入端和反相比例電路N14的輸入端相連；所述反相積分電路N13的輸入端輸出z1信號；所述z1信號與z信號相同；所述反相比例電路N14的輸出端與反相求和電路N12的輸入端相連。本方案是用一個混沌系統的狀態驅動另一個混沌系統來實現兩個混沌系統的同步，該同步方案中驅動系統不會受到響應系統的影響，而響應系統的動力學行為完全由驅動系統來決定。本技術方案采用單參數y作為驅動變量，具有以下優點：1、電路設計簡單，且非常容易達到兩者的同步。2、單參數的設計可以較好的避免多個變量設計的同步方案帶來的不穩定因素。附圖說明圖1是Lorenz混沌的時序圖。圖2是Lorenz混沌的相圖。圖3是單參數Lorenz混沌同步系統的原理框圖。圖4是單參數Lorenz混沌同步系統的電路圖。圖5是單參數Lorenz混沌同步系統的的同步效果圖；具體實施方式下面結合附圖對本技術優選的方案做進一步的闡述：對方程(1)進行時間尺度變換，令t＝1000τ，則通過這種方案，把輸出信號頻率提高了1000倍，有效的解決了混沌信號較低問題，若要提高更高只需將倍率提高即可，此處僅以提高1000倍為例對本方案進行介紹。為了便于電路設計，將方程(3)進行數學變換，得方程(4)中C1、C2為積分常數，取初始時值為0時，則C1、C2為0。然后根據方程(4)，設計Lorenz混沌同步系統的方程，其驅動系統和響應系統狀態方程分別如下：驅動系統狀態方程：響應系統狀態方程：根據方程(5)和方程(6)設計Lorenz混沌同步系統的原來框圖和電路圖。如圖3和圖4所示，一種單參數Lorenz混沌同步系統，包括驅動電路和響應電路。所述驅動電路包括反相求和電路N1、反相積分電路N2、反相比例電路N3、反相求和電路N4、反相積分電路N5、反相求和電路N6、反相積分電路N7、反相比例電路N8、乘法電路A1、乘法電路A2、乘法電路A3。反相積分電路N2的輸出端分別與反相比例電路N3的輸入端和乘法電路A3的輸入端相連；所述反相積分電路N2的輸出端輸出x信號；所述反相比例電路N3的輸出端分別與反相求和電路N1的輸入端和乘法電路A1的輸入端相連；所述乘法電路A1的輸出端與反相求和電路N4的輸入端相連；所述反相求和電路N4的輸出端與反相積分電路N5的輸入端相連；所述反相積分電路N5的輸出端分別與反相求和電路N4的輸入端、反相求和電路N1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、乘法電路A3的輸入端；反相積分電路N5的輸出端輸出y信號；所述乘法電路A2的輸出端與反相求和電路N1的輸入端相連；所述乘法電路A3的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述反相求和電路N6的輸出端與反相積分電路N7的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端分別與乘法電路A1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、反相比例電路N8的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端輸出z信號；所述反相比例電路N8的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連。反相求和電路N1包括電阻R1、R2、R3、R4和運算放大器U1；反本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單參數Lorenz混沌同步系統，包括驅動電路和響應電路；其特征在于：所述驅動電路包括反相求和電路N1、反相積分電路N2、反相比例電路N3、反相求和電路N4、反相積分電路N5、反相求和電路N6、反相積分電路N7、反相比例電路N8、乘法電路A1、乘法電路A2、乘法電路A3；所述反相求和電路N1的輸出端與反相積分電路N2的輸入端相連；反相積分電路N2的輸出端分別與反相比例電路N3的輸入端和乘法電路A3的輸入端相連；所述反相積分電路N2的輸出端輸出x信號；所述反相比例電路N3的輸出端分別與反相求和電路N1的輸入端和乘法電路A1的輸入端相連；所述乘法電路A1的輸出端與反相求和電路N4的輸入端相連；所述反相求和電路N4的輸出端與反相積分電路N5的輸入端相連；所述反相積分電路N5的輸出端分別與反相求和電路N4的輸入端、反相求和電路N1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、乘法電路A3的輸入端相連；反相積分電路N5的輸出端輸出y信號；所述乘法電路A2的輸出端與反相求和電路N1的輸入端相連；所述乘法電路A3的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述反相求和電路N6的輸出端與反相積分電路N7的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端分別與乘法電路A1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、反相比例電路N8的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端輸出z信號；所述反相比例電路N8的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述響應電路包括反相求和電路N9、反相積分電路N10、反相比例電路N11、反相求和電路N12、反相積分電路N13、反相比例電路N14、乘法電路A4、乘法電路A5；所述Y信號對響應電路提供驅動力；所述y信號分別與反相求和電路N9的輸入端、乘法電路A4的輸入端、乘法電路A5的輸入端相連；所述反相求和電路N9的輸出端與反相積分電路N10的輸入端相連；所述反相積分電路N10的輸出端分別與乘法電路A5的輸入端和反相比例電路N11的輸入端相連；所述反相積分電路N10的輸出端輸出x1信號；所述x1信號與x信號相同；所述反相比例電路N11的輸出端與反相求和電路N9的輸入端相連；所述乘法電路A4的輸出端與反相求和電路N9的輸入端相連；所述乘法電路A5的輸出端與反相求和電路N12的輸入端相連；所述反相求和電路N12的輸出端與反相積分電路N13的輸入端相連；所述反相積分電路N13的輸出端分別與乘法電路A4的輸入端和反相比例電路N14的輸入端相連；所述反相積分電路N13的輸入端輸出z1信號；所述z1信號與z信號相同；所述反相比例電路N14的輸出端與反相求和電路N12的輸入端相連。...

【技術特征摘要】
1.一種單參數Lorenz混沌同步系統，包括驅動電路和響應電路；其特征在于：所述驅動電路包括反相求和電路N1、反相積分電路N2、反相比例電路N3、反相求和電路N4、反相積分電路N5、反相求和電路N6、反相積分電路N7、反相比例電路N8、乘法電路A1、乘法電路A2、乘法電路A3；所述反相求和電路N1的輸出端與反相積分電路N2的輸入端相連；反相積分電路N2的輸出端分別與反相比例電路N3的輸入端和乘法電路A3的輸入端相連；所述反相積分電路N2的輸出端輸出x信號；所述反相比例電路N3的輸出端分別與反相求和電路N1的輸入端和乘法電路A1的輸入端相連；所述乘法電路A1的輸出端與反相求和電路N4的輸入端相連；所述反相求和電路N4的輸出端與反相積分電路N5的輸入端相連；所述反相積分電路N5的輸出端分別與反相求和電路N4的輸入端、反相求和電路N1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、乘法電路A3的輸入端相連；反相積分電路N5的輸出端輸出y信號；所述乘法電路A2的輸出端與反相求和電路N1的輸入端相連；所述乘法電路A3的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述反相求和電路N6的輸出端與反相積分電路N7的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端分別與乘法電路A1的輸入端、乘法電路A2的輸入端、反相比例電路N8的輸入端相連；所述反相積分電路N7的輸出端輸出z信號；所述反相比例電路N8的輸出端與反相求和電路N6的輸入端相連；所述響應電路包括反相求和電路N9、反相積分電路N10、反相比例電路N11、反相求和電路N12、反相積分電路N13、反相比例電路N14、乘法電路A4、乘法電路A5；所述Y信號對響應電路提供驅動力；所述y信號分別與反相求和電路N9的輸入端、乘法電路A4的輸入端、乘法電路A5的輸入端相連；所述反相求和電路N9的輸出端與反相積分電路N10的輸入端相連；所述反相積分電路N10的輸出端分別與乘法電路A5的輸入端和反相比例電路N11的輸入端相連；所述反相積分電路N10的輸出端輸出x1信號；所述x1信號與x信號相同；所述反相比例電路N11的輸出端與反相求和電路N9的輸入端相連；所述乘法電路A4的輸出端與反相求和電路N9的輸入端相連；所述乘法電路A5的輸出端與反相求和電路N12的輸入端相連；所述反相求和電路N12的輸出端與反相積分電路N13的輸入端相連；所述反相積分電路N13的輸出端分別與乘法電路A4的輸入端和反相比例電路N14的輸入端相連；所述反相積分電路N13的輸入端輸出z1信號；所述z1信號與z信號相同；所述反相比例電路N14的輸出端與反相求和電路N12的輸入端相連。2.根據權利要求1所述的單參數Lorenz混沌同步系統，其特征在于：所述反相求和電路N1包括電阻R1、R2、R3、R4和運算放大器U1；反相積分電路N2包括電阻R5、電容C1和運算放大器U2；反相比例電路N3包括電阻R6、R7和運算放大器U3；反相求和電路N4包括電阻R8、R9、R10和運算放大器U4；反相積分電路N5包括電阻R11、電容C2和運算放大器U5；反相求和電路N6包括電阻R12、R13、R14和運算放大器U6；反相積分電路N7包括電阻R15、電容C3和運算放大器U7；反相比例電路N8包括電阻R16、R17和運算放大器U8；所述電阻R1連接在運算放大器U5的輸出端和運放放大器U1的反相輸入端之間；電阻R2...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李澤彬，姚有峰，李宣，徐云緋，張飛龍，孫朋，陶穩，徐志遠，朱雪梅，計甜甜，
申請(專利權)人：皖西學院，
類型：新型
國別省市：安徽;34