胡建朋

本科毕业设计（论文）混沌电路设计与分析胡建朋燕山大学2010年6月本科毕业设计（论文）混沌电路设计与分析学院（系）：电子工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：胡建朋学号：060103020157指导教师：吴飞答辩日期：燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：自动化仪表学号060103020157学生姓名胡建朋专业班级仪表3班题目题目名称混沌电路理论分析与设计题目性质1.理工类：工程设计（）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（√）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（√）生产实际（）自选题目（）主要内容1.掌握混沌产生的机理和混沌的理论知识；2.建立混沌系统模型；3.研究混沌控制方法和控制模型；4.研究混沌电路设计理论；5.应用电路设计软件实现混沌系统的电路设计；6.设计混沌控制模型，并用电路实现，分析该模型的控制作用。基本要求1.基于混沌产生的机理和非线性系统原理，建立混沌系统的动力学方程；2.研究分析混沌系统的各种控制方法及控制原理；3.基于混沌系统的电路实现原理及方法，应用电路软件实现混沌系统的电路设计；4.根据混沌控制方法及原理，设计混沌控制模型并用电路实现。参考资料1．(美)洛伦兹(L0renz,E.N.)著,刘式达等译.湿沌的本质.北京:气象出版社,19972．张筑生.微分动力系统原理,北京:科学出版设,19993．卢侃著,孙建化编译.混沌学传奇,上海:上海翻译出版公司,1991周次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周应完成的内容查阅收集相关资料，对研究内容进行初步学习混沌系统动力学模型的建立，研究混沌控制方法应用电路设计软件实现混沌系统的电路设计提出混沌控制模型，分析该控制方法并用电路实现总结内容，撰写论文指导教师：吴飞职称：副教授年月日系级教学单位审批：年月日摘要I摘要混沌是非线性动力学领域的重要课题之一，从本质上讲，世界是非线性的，非线性科学的核心之一——混沌理论被誉为20世纪继相对论和量子力学之后的第三次科学革命。混沌现象存在于各个学科领域中，但是通过对混沌特性的研究，人们在加深对混沌性质理解的同时也认识到混沌的动态特性会对系统带来一些不可预测的扰动。这些扰动不能简单地被忽略，只能有效地加以控制，否则会使系统产生不规则震荡或偏离目标，因此在实际系统中，控制混沌是不可缺少的。本文主要研究混沌电路的设计和仿真及混沌控制的理论与方法。首先，概述混沌和电路的一些基本理论，在对混沌理论有了一定的认识后，对混沌的基本模型洛伦兹系统进行了研究和电路设计，通过仿真软件multisim10.0对电路进行了仿真，结果出现了混沌现象，证明了设计的可行性。然后，研究了蔡氏电路，该电路中能够观察到极为丰富的非线性动力学行为，本文对该电路的复杂动力学行为做了较为深入的仿真和硬件实验研究，通过改变电路参数观察到了蔡氏电路的各种复杂行为，经过比较发现蔡氏电路状态变化与参数变化的规律。最后，基于蔡氏电路各种状态与参数的关系，设计滑动变阻器来控制蔡氏电路，通过控制变阻器可以很好的来控制蔡氏电路的各种状态，达到混沌控制的目的。关键词混沌；混沌电路；EWB仿真；混沌控制；燕山大学本科毕业设计（论文）IIAbstractChaoscontrolisoneofthemostimportantproblemsinthefieldofnon-lineardynamics.Essentially,theworldisnonlinear,Thecoreofthenonlinearscience-chaostheoryknownas20centuryaftertherelativityandquantummechanics,thethirdrevolutioninscience.Chaosphenomenaexistingindisciplines,butthroughthestudyofchaoscharacteristics,peoplewhoarelearningthenatureofChaosdeeperanddeeperalsorealizethedynamiccharacteristicsofchaoswillbringsomeunpredictabledisturbancetothesystem.Thesecannotbeignored,theymustbecontrolledeffectively,otherwisetheywillmakesystemtoproduceirregularshockordeviateatarget,Thereforeintheactualsystem,thecontrolofchaosisindispensable.Inthisthesis,Chaostheoryandmethodsofcontrolthechaoticcircuitdesignandsimulationareincluded.Andthechaoticcircuitdesignandsimulationarestudied.Firstly,aftersummingupsomeofthebasictheoryofchaos,thebasicmodelofchaoslorenzsystemisstudiedandthecircuitisdesigned.Thechaosphenomenaappearedafterthecircuitsimulationbasedonmultisim10.0thesoftwareofcircuitsimulation.Thefeasibilityofthedesignisproved.Secondly,thekeyresearchischuascircuit,thispartanalyzethedynamicbehaviorofchuascircuitandintroducethecircuitsimulationandexperimentalresearchofhardware.Finally,IhavecontrolledChuaschaosbychangingtheparametersofthecircuitandreceivedgoodresultsfromchaoscontrol.Keywordschaos;chaoscircuit;chaoscontrol;EWBsimulation;III目录摘要.........................................................................................................IABSTRACT.................................................................................................II第1章绪论...................................................................................................11.1混沌研究的背景概况......................................................................11.1.1混沌研究的发展过程...............................................................11.1.2混沌研究的现状与发展前景...................................................21.1.3混沌研究的意义.......................................................................41.2混沌的电路仿真思想......................................................................41.2.1混沌的电路仿真简介...............................................................41.2.2混沌电路仿真的意义...............................................................51.3本论文重点内容研究简介..............................................................6第2章基本理论............................................................................................72.1混沌和混沌系统的基本理论知识..................................................72.1.1蝴蝶效应...................................................................................72.1.2混沌的定义及其特性...............................................................82.1.3混沌系统的吸引子...................................................................92.2混沌控制理论.................................................................................112.3基本单元电路及其功能................................................................132.4电路的状态变量分析法................................................................152.5本章小结........................................................................................16第3章典型混沌系统及其电路设计与仿真..............................................173.1洛伦兹系统及其动力学方程......................................................173.2洛伦兹系统的电路设计..............................................................193.2.1洛伦兹系统的电路设计.........................................................193.2.2混沌系统的仿真结果与分析.................................................213.3蔡氏电路的研究..........................................................................253.3.1蔡氏电路简介.........................................................................253.3.2蔡氏电路的设计与仿真............