CN105187191A - 一种右倾三维单涡卷混沌系统及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混沌系统及电路，特别涉及一种右倾三维单涡卷混沌系统及电路。典型的混沌系统如Lorenz系统、Chen系统及Lu系统都具有三个平衡点，其中有一个是零平衡点，另个二个是非零平衡点，在这类系统中一般含有二个非线性项，这类系统所产生的吸引子是双翼吸引子，本发明提出了一个只具有一个非线性项的三维混沌系统，这个混沌系统可以产生单涡卷的混沌吸引子，增加了混沌系统的类型，为混沌系统应用于工程实践提供了一种新的选择。

Description

一种右倾三维单涡卷混沌系统及电路

技术领域

本发明涉及一种混沌系统及电路，特别涉及一种右倾三维单涡卷混沌系统及电路。

背景技术

典型的混沌系统如Lorenz系统、Chen系统及Lu系统都具有三个平衡点，其中有一个是零平衡点，另个二个是非零平衡点，在这类系统中一般含有二个非线性项，这类系统所产生的吸引子是双翼吸引子，本发明提出了一个只具有一个非线性项的三维混沌系统，这个混沌系统可以产生单涡卷的混沌吸引子，增加了混沌系统的类型，为混沌系统应用于工程实践提供了一种新的选择。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种右倾三维单涡卷连续混沌系统及电路，本发明采用如下技术手段实现发明目的：

1、一种右倾三维单涡卷混沌系统，其特征在于：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{dx}{dt}=ax+by+cz\\ \frac{dy}{dt}=-x+(z+d)y\\ \frac{dz}{dt}=-ex-(y+d)z\end{array}\right.$ i

在i式中，a,b,c,d,e为参数；

当a＝-0.5,b＝5,c＝-2.5,d＝1,e＝0.3时系统i为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{dx}{dt}=-0.5x+5y-2.5z\\ \frac{dy}{dt}=-x+(z+1)y\\ \frac{dz}{dt}=-0.3x-(y+1)z\end{array}\right.$ ii

系统ii为三维四翼吸引子连续混沌系统。

2、一种右倾三维单涡卷混沌系统电路，其特征在于：根据数学模型ii构造模拟电路，利用运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3及电阻和电容构成反相加法器和反相分数阶积分器，乘法器U4和乘法器U5实现乘法运算，所述运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3采用LF347N，乘法器U4和乘法器U5采用AD633JN；

所述运算放大器U1连接运算放大器U2和运算放大器U3，所述运算放大器U2连接运算放大器U1、乘法器U4和乘法器U5，所述运算放大器U3连接运算放大器U1、乘法器U4和乘法器U5，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述乘法器U5连接运算放大器U3；

所述运算放大器U1的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R12与第7引脚相接，第7引脚接输出-x，通过电阻R19与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R4与运算放大器U2的第13引脚相接，通过电阻R18与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接输出x，通过电阻R11与运算放大器U1的第6引脚相接，第9引脚通过电容C1与第8引脚相接，第13引脚通过电阻R9与第14引脚相接,第14引脚通过电阻R10与9引脚相接；

所述运算放大器U2的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R31与第7引脚相接，第7引脚接输出-y，接乘法器U5的第1引脚，第8引脚接输出y，接乘法器U4的第3引脚，通过电阻R2与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R1与运算放大器U2的第13引脚相接，通过电阻R30与运算放大器U2的第6引脚相接，第9引脚通过电容C2与第8引脚相接，第13引脚接通过电阻R5与第14引脚相接，第14引脚通过电阻R3与第9引脚相接；

所述运算放大器U3的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R14与第7引脚相接，第7引脚接输出-z，通过电阻R6与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R8与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接输出z，接乘法器U4的第1引脚，接乘法器U5的第3引脚，通过电阻R13与运算放大器U3的第6引脚相接，第9引脚通过电容C3与第8引脚相接，第13引脚接通过电阻R15与第14引脚相接，第14引脚通过电阻R16与第9引脚相接；

所述乘法器U4的第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R17与运算放大器U2第13引脚相接，第8引脚接VCC；

所述乘法器U5的第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R7与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接VCC。

本发明的有益果是：提出了一种右倾三维单涡卷混沌系统，增加了混沌系统的类型，为混沌系统应用于工程实践提供了一种新的选择。

附图说明

图1为本发明的电路结构框图。

图2为本发明U1的电路实际连接图。

图3为本发明U2和U4的电路实际连接图。

图4为本发明U3和U5的电路实际连接图。

图5为本发明y-z方向的相图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述，参见图1-图5。

1、一种右倾三维单涡卷混沌系统，其特征在于：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{dx}{dt}=ax+by+cz\\ \frac{dy}{dt}=-x+(z+d)y\\ \frac{dz}{dt}=-ex-(y+d)z\end{array}\right.$ i

在i式中，a,b,c,d,e为参数；

当a＝-0.5,b＝5,c＝-2.5,d＝1,e＝0.3时系统i为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{dx}{dt}=-0.5x+5y-2.5z\\ \frac{dy}{dt}=-x+(z+1)y\\ \frac{dz}{dt}=-0.3x-(y+1)z\end{array}\right.$ ii

系统ii为三维四翼吸引子连续混沌系统。

2、一种右倾三维单涡卷混沌系统电路，其特征在于：根据数学模型ii构造模拟电路，利用运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3及电阻和电容构成反相加法器和反相分数阶积分器，乘法器U4和乘法器U5实现乘法运算，所述运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3采用LF347N，乘法器U4和乘法器U5采用AD633JN；

所述运算放大器U1连接运算放大器U2和运算放大器U3，所述运算放大器U2连接运算放大器U1、乘法器U4和乘法器U5，所述运算放大器U3连接运算放大器U1、乘法器U4和乘法器U5，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述乘法器U5连接运算放大器U3；

所述运算放大器U1的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R12与第7引脚相接，第7引脚接输出-x，通过电阻R19与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R4与运算放大器U2的第13引脚相接，通过电阻R18与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接输出x，通过电阻R11与运算放大器U1的第6引脚相接，第9引脚通过电容C1与第8引脚相接，第13引脚通过电阻R9与第14引脚相接,第14引脚通过电阻R10与9引脚相接；

所述运算放大器U2的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R31与第7引脚相接，第7引脚接输出-y，接乘法器U5的第1引脚，第8引脚接输出y，接乘法器U4的第3引脚，通过电阻R2与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R1与运算放大器U2的第13引脚相接，通过电阻R30与运算放大器U2的第6引脚相接，第9引脚通过电容C2与第8引脚相接，第13引脚接通过电阻R5与第14引脚相接，第14引脚通过电阻R3与第9引脚相接；

所述运算放大器U3的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R14与第7引脚相接，第7引脚接输出-z，通过电阻R6与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R8与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接输出z，接乘法器U4的第1引脚，接乘法器U5的第3引脚，通过电阻R13与运算放大器U3的第6引脚相接，第9引脚通过电容C3与第8引脚相接，第13引脚接通过电阻R15与第14引脚相接，第14引脚通过电阻R16与第9引脚相接；

所述乘法器U4的第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R17与运算放大器U2第13引脚相接，第8引脚接VCC；

所述乘法器U5的第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R7与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接VCC。

电路中电阻R3＝R5＝R9＝R10＝R11＝R12＝R13＝R14＝R15＝R16＝R30＝R31＝10kΩ，R7＝R17＝10KΩ，R1＝R4＝R8＝100KΩ，R2＝20KΩ，R6＝40kΩ，R19＝200KΩ，R18＝333.3KΩ，电路中电容C1＝C2＝C3＝10nF。

当然，上述说明并非对本发明的限制，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 (2)

1.一种右倾三维单涡卷混沌系统，其特征在于：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{dx}{dt}=ax+by+cz\\ \frac{dy}{dt}=-x+(z+d)y\\ \frac{dz}{dt}=-ex-(y+d)z\end{array}\right.---i$

在i式中，a,b,c,d,e为参数；

当a＝-0.5,b＝5,c＝-2.5,d＝1,e＝0.3时系统i为：

$\left\{\begin{array}{c}\frac{dx}{dt}=-0.5x+5y-2.5z\\ \frac{dy}{dt}=-x+(z+1)y\\ \frac{dz}{dt}=-0.3x-(y+1)z\end{array}\right.---ii$

系统ii为三维四翼吸引子连续混沌系统。

2.一种右倾三维单涡卷混沌系统电路，其特征在于：根据数学模型ii构造模拟电路，利用运算放大器U1、运算放大器U2、运算放大器U3及电阻和电容构成反相加法器和反相分数阶积分器，乘法器U4和乘法器U5实现乘法运算，所述运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U3采用LF347N，乘法器U4和乘法器U5采用AD633JN；

所述运算放大器U1连接运算放大器U2和运算放大器U3，所述运算放大器U2连接运算放大器U1、乘法器U4和乘法器U5，所述运算放大器U3连接运算放大器U1、乘法器U4和乘法器U5，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述乘法器U5连接运算放大器U3；

所述运算放大器U1的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R12与第7引脚相接，第7引脚接输出-x，通过电阻R19与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R4与运算放大器U2的第13引脚相接，通过电阻R18与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接输出x，通过电阻R11与运算放大器U1的第6引脚相接，第9引脚通过电容C1与第8引脚相接，第13引脚通过电阻R9与第14引脚相接,第14引脚通过电阻R10与9引脚相接；

所述运算放大器U2的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R31与第7引脚相接，第7引脚接输出-y，接乘法器U5的第1引脚，第8引脚接输出y，接乘法器U4的第3引脚，通过电阻R2与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R1与运算放大器U2的第13引脚相接，通过电阻R30与运算放大器U2的第6引脚相接，第9引脚通过电容C2与第8引脚相接，第13引脚接通过电阻R5与第14引脚相接，第14引脚通过电阻R3与第9引脚相接；

所述运算放大器U3的第1、2引脚悬空，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电阻R14与第7引脚相接，第7引脚接输出-z，通过电阻R6与运算放大器U1的第13引脚相接，通过电阻R8与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接输出z，接乘法器U4的第1引脚，接乘法器U5的第3引脚，通过电阻R13与运算放大器U3的第6引脚相接，第9引脚通过电容C3与第8引脚相接，第13引脚接通过电阻R15与第14引脚相接，第14引脚通过电阻R16与第9引脚相接；

所述乘法器U4的第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R17与运算放大器U2第13引脚相接，第8引脚接VCC；

所述乘法器U5的第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R7与运算放大器U3的第13引脚相接，第8引脚接VCC。