分數階廣義增廣l252;超混沌系統(tǒng)及其在保密通信中的應用研究

1、分類號：T P 3 9 1 ．9密級：隅學校代碼：1 0 0 5 7研究生學號：1 2 8 3 1 0 0 3分數階廣義增廣L i i ( 超) 混沌系統(tǒng)及其在保密通信中的應用研究T h e S t u d y o f F r a c t i o n a lO r d e r G e n e r a l i z e d A u g m e n t e d L i i( H y p e r ) C h a o t i c S y s t

2、e ma n d I t sA p p l i c a t i o n i nS e c u r eC o m m u n i c a t i o n專業(yè)名稱：控制理論與控制工程指導教師姓名：薛薇教授研究生姓名：徐進康申請學位級別：工學碩士論文提交日期：2 0 1 5 年1 月論文課題來源：國家自然科學基金青年科學基金( 1 1 2 0 2 1 4 8 )學位授予單位：天津科技大學摘要混沌系統(tǒng)由于具有對初始條件極度敏感性、內在隨機性、遍

3、歷性和連續(xù)寬帶頻譜等特點，使其在保密通信等領域的應用有著巨大的發(fā)展前景。相對于整數階混沌系統(tǒng)而言，分數階混沌系統(tǒng)動力學特性更加復雜且具有更大的密鑰空間，將其用于通信加密將更加可靠和安全。因此，研究分數階( 超) 混沌系統(tǒng)及其在保密通信中的應用具有重要的理論意義和實用價值。本文針對分數階廣義增廣L i i ( 超) 混沌系統(tǒng)的分析、同步、電路設計與實現及其在保密通信中的應用進行研究。1 ．結合預估一校正時域法和時域．頻域轉換法，從相軌跡、

4、P o i n c a r 6 映射、分岔圖、L y a p u n o v 指數譜圖和功率譜這幾個不同角度研究了一個分數階廣義增廣L n 系統(tǒng)和一個分數階廣義增廣L n 超混沌系統(tǒng)的動力學特性。分數階廣義增廣¨系統(tǒng)在階次q > O ．8 7 1 時能產生混沌現象，且參數變化大范圍內是混沌的，在一定參數變化范圍內呈現混沌態(tài)、周期態(tài)、擬周期態(tài)，具有豐富的動力學特性；而分數階廣義增廣L n 超混沌系統(tǒng)在分數階次q >

5、O ．8 0 5 時開始出現混沌態(tài)并在參數變化的大范圍內，系統(tǒng)具有兩個正的L y a p u n o v 指數，一定參數范圍內能產生，四翼扇狀超混沌吸引子。2 ．研究上述兩個分數階系統(tǒng)的同步問題。對分數階廣義增廣L n 系統(tǒng)，基于分數階線性系統(tǒng)穩(wěn)定性理論，采用非線性反饋同步的方法設計控制器來實現同步，這種同步方法的有效性得到了數值仿真的驗證；采用單向耦合同步的方法實現分數階廣義增廣L n 超混沌系統(tǒng)同步，理論上分析說明該同步方法的可行性

6、，進一步通過數值仿真進行驗證。3 采用改進型混沌電路模塊化設計方法，設計這兩個分數階系統(tǒng)及其同步電路。在此基礎上搭建實際模擬混沌電路，電路實現結果與電路仿真結果及數值仿真結果一致，說明所采用的同步方法是有效且實際可行的。4 ．在上述工作基礎上，進一步研究分數階( 超) 混沌系統(tǒng)同步在保密通信中的應用。設計基于分數階廣義增廣L n 超混沌系統(tǒng)的單向耦合同步混沌掩蓋的保密通信方案，通過數值仿真、電路仿真和電路實驗的結果表明該保密通信方案具有