CN112152573A - 一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有四簇混沌流的保守系统及电路，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源、运算放大器、电阻以及电容组成；第二主通道电路由直流电压源、运算放大器、电阻以及电容组成；第三主通道电路由直流电压源、电池组、运算放大器、电阻以及电容组成；第一辅助通道电路由乘法器组成；第二辅助通道电路由乘法器组成。本发明提出了具有四簇混沌流的保守系统，并给出了该系统的电路实现。这种新系统具有守恒的相体积并且可以出现具有四簇混沌流的复杂动力学，在加密算法与密钥构造上更有优势。该系统在保密通讯领域具有潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种能产生保守混沌流的系统及其电路实现，特别涉及一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现。
背景技术
在20世纪90年代“混沌同步”的概念提出后，混沌在保密通讯中的应用是科研人员研究的重点之一。混沌信号由于具有宽频、对初始值敏感、具有复杂的动力学等相关特性，因此在保密通讯以及其他领域得到了广泛应用。目前保密通讯大多采用耗散混沌系统，很少采用保守混沌系统。然而，保守混沌系统除了具有耗散混沌系统的一般优点以外，还具有宽带、伪随机性、白噪声类现象和无混沌吸引子等其他特征。这些特征在保密通讯的密文在建立和传输时产生更复杂的随机序列，致使加密性能更强。该系统在保密通讯领域有潜在的应用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有四簇混沌流的保守系统及电路：
1.一种具有四簇混沌流的保守系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)一种具有四簇混沌流的保守系统(i)为：
式中x，y，z为状态变量；
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征是在于，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U1A、运算放大器U1B以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1组成；第二主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U2A、运算放大器U2B以及电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2组成；第三主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、电池组V1、运算放大器U3A、运算放大器U3B以及电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C3组成；第一辅助通道电路由乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3以及乘法器A4组成；第二辅助通道电路由乘法器A5以及乘法器A6组成。
2.所述第一主通道电路中运算放大器U1A的输出通过电容C1与运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R4与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1A的输出分别与第二辅助通道电路中乘法器A5的两个输入端相连；运算放大器U1A的输出与第二辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；运算放大器U1A的正输入端接地；运算放大器U1B的输出通过电阻R5与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R8与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R14与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U1B的正输入端接地；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U1B的负电源端接直流电压源VDD。
3.所述第二主通道电路中运算放大器U2A的输出通过电容C2与运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R9与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R2与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2A的正输入端接地；运算放大器U2B的输出通过电阻R10与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U2B的负电源端接直流电压源VDD。
4.所述第三主通道电路中运算放大器U3A的输出通过电容C3与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R16与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；电池组V1的负极通过电阻R11与运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1的正输入端接地；运算放大器U3B的输出通过电阻R17与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3B的输出通过电阻R1与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U3B的正输入端接地；运算放大器U3B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3B的负电源端接直流电压源VDD。
5.所述第一辅助通道电路中乘法器A1的输出通过电阻R6与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R12与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；乘法器A2的输出与乘法器A3的一个输入端相连；乘法器A3的输出通过电阻R3与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；乘法器A3的输出与乘法器A4的一个输入端相连；乘法器A4的输出通过电阻R13与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
6.所述第二辅助通道电路中乘法器A5的输出与乘法器A6的一个输入端相连；乘法器A6的输出通过电阻R7与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A6的输出通过电阻R15与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
有益效果：本发明提出了一种具有四簇混沌流的保守系统，并给出了该系统的电路实现。该系统可以产生具有四簇混沌流的复杂动力学，除此之外，该系统还具有体积守恒而能量不守恒的特性，在保密通讯领域有潜在的应用价值。
附图说明
图1为本发明优选实施例的电路连接结构示意图。
图2为本发明的X-Y相图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明更改进一步的详细描述，参见图1-图2。
1.一种具有四簇混沌流的保守系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)一种具有四簇混沌流的保守系统(i)为：
式中x，y，z为状态变量；
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征是在于，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U1A、运算放大器U1B以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1组成；第二主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U2A、运算放大器U2B以及电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2组成；第三主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、电池组V1、运算放大器U3A、运算放大器U3B以及电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C3组成；第一辅助通道电路由乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3以及乘法器A4组成；第二辅助通道电路由乘法器A5以及乘法器A6组成。
2.所述第一主通道电路中运算放大器U1A的输出通过电容C1与运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R4与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1A的输出分别与第二辅助通道电路中乘法器A5的两个输入端相连；运算放大器U1A的输出与第二辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；运算放大器U1A的正输入端接地；运算放大器U1B的输出通过电阻R5与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R8与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R14与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U1B的正输入端接地；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U1B的负电源端接直流电压源VDD。
3.所述第二主通道电路中运算放大器U2A的输出通过电容C2与运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R9与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R2与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2A的正输入端接地；运算放大器U2B的输出通过电阻R10与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U2B的负电源端接直流电压源VDD。
4.所述第三主通道电路中运算放大器U3A的输出通过电容C3与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R16与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；电池组V1的负极通过电阻R11与运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1的正输入端接地；运算放大器U3B的输出通过电阻R17与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3B的输出通过电阻R1与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U3B的正输入端接地；运算放大器U3B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3B的负电源端接直流电压源VDD。
5.所述第一辅助通道电路中乘法器A1的输出通过电阻R6与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R12与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；乘法器A2的输出与乘法器A3的一个输入端相连；乘法器A3的输出通过电阻R3与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；乘法器A3的输出与乘法器A4的一个输入端相连；乘法器A4的输出通过电阻R13与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
6.所述第二辅助通道电路中乘法器A5的输出与乘法器A6的一个输入端相连；乘法器A6的输出通过电阻R7与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A6的输出通过电阻R15与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
当然，上述说明并非对发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有四簇混沌流的保守系统的构建方法，其特征是在于，包括以下步骤：
(1)一种具有四簇混沌流的保守系统(i)为：
式中x，y，z为状态变量；
(2)基于系统(i)构造的电路，其特征是在于，该电路由三个主通道电路以及两个辅助通道电路组成：第一主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U1A、运算放大器U1B以及电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1组成；第二主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、运算放大器U2A、运算放大器U2B以及电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电容C2组成；第三主通道电路由直流电压源VCC、直流电压源VDD、电池组V1、运算放大器U3A、运算放大器U3B以及电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C3组成；第一辅助通道电路由乘法器A1、乘法器A2、乘法器A3以及乘法器A4组成；第二辅助通道电路由乘法器A5以及乘法器A6组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现，其特征是在于：所述第一主通道电路中运算放大器U1A的输出通过电容C1与运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U1A的输出通过电阻R4与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1A的输出分别与第二辅助通道电路中乘法器A5的两个输入端相连；运算放大器U1A的输出与第二辅助通道电路中乘法器A6的一个输入端相连；运算放大器U1A的正输入端接地；运算放大器U1B的输出通过电阻R5与运算放大器U1B的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R8与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U1B的输出通过电阻R14与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U1B的正输入端接地；运算放大器U1B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U1B的负电源端接直流电压源VDD。
3.根据权利要求1所述的一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现，其特征是在于：所述第二主通道电路中运算放大器U2A的输出通过电容C2与运算放大器U2A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R9与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2A的输出通过电阻R2与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U2A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A3的一个输入端相连；运算放大器U2A的正输入端接地；运算放大器U2B的输出通过电阻R10与运算放大器U2B的负输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A2的一个输入端相连；运算放大器U2B的输出与第一辅助通道电路中乘法器A4的一个输入端相连；运算放大器U2B的正输入端接地；运算放大器U2B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U2B的负电源端接直流电压源VDD。
4.根据权利要求1所述的一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现，其特征是在于：所述第三主通道电路中运算放大器U3A的输出通过电容C3与运算放大器U3A的负输入端相连；运算放大器U3A的输出通过电阻R16与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3A的输出与第一辅助通道电路中乘法器A1的一个输入端相连；运算放大器U3A的正输入端接地；电池组V1的负极通过电阻R11与运算放大器U3A的负输入端相连；电池组V1的正输入端接地；运算放大器U3B的输出通过电阻R17与运算放大器U3B的负输入端相连；运算放大器U3B的输出通过电阻R1与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；运算放大器U3B的正输入端接地；运算放大器U3B的正电源端接直流电压源VCC；运算放大器U3B的负电源端接直流电压源VDD。
5.根据权利要求1所述的一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现，其特征是在于：所述第一辅助通道电路中乘法器A1的输出通过电阻R6与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A2的输出通过电阻R12与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连；乘法器A2的输出与乘法器A3的一个输入端相连；乘法器A3的输出通过电阻R3与第一主通道电路中运算放大器U1A的负输入端相连；乘法器A3的输出与乘法器A4的一个输入端相连；乘法器A4的输出通过电阻R13与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
6.根据权利要求1所述的一种具有四簇混沌流的保守系统及其电路实现，其特征是在于：所述第二辅助通道电路中乘法器A5的输出与乘法器A6的一个输入端相连；乘法器A6的输出通过电阻R7与第二主通道电路中运算放大器U2A的负输入端相连；乘法器A6的输出通过电阻R15与第三主通道电路中运算放大器U3A的负输入端相连。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |