分?jǐn)?shù)階廣義增廣l252;超混沌系統(tǒng)及其在保密通信中的應(yīng)用研究

1、分類號：T P 3 9 1 ．9密級：隅學(xué)校代碼：1 0 0 5 7研究生學(xué)號：1 2 8 3 1 0 0 3分?jǐn)?shù)階廣義增廣L i i ( 超) 混沌系統(tǒng)及其在保密通信中的應(yīng)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(dǎo)教師姓名：薛薇教授研究生姓名：徐進(jìn)康申請學(xué)位級別：工學(xué)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(xué)基金青年科學(xué)基金( 1 1 2 0 2 1 4 8 )學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要混沌系統(tǒng)由于具有對初始條件極度敏感性、內(nèi)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(lǐng)域的應(yīng)用有著巨大的發(fā)展前景。相對于整數(shù)階混沌系統(tǒng)而言，分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)動力學(xué)特性更加復(fù)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?jǐn)?shù)階( 超) 混沌系統(tǒng)及其在保密通信中的應(yīng)用具有重要的理論意義和實用價值。本文針對分?jǐn)?shù)階廣義增廣L i i ( 超) 混沌系統(tǒng)的分析、同步、電路設(shè)計與實現(xiàn)及其在保密通信中的應(yīng)用進(jìn)行研究。1 ．結(jié)合預(yù)估一校正時域法和時域．頻域轉(zhuǎn)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(shù)譜圖和功率譜這幾個不同角度研究了一個分?jǐn)?shù)階廣義增廣L n 系統(tǒng)和一個分?jǐn)?shù)階廣義增廣L n 超混沌系統(tǒng)的動力學(xué)特性。分?jǐn)?shù)階廣義增廣¨系統(tǒng)在階次q > O ．8 7 1 時能產(chǎn)生混沌現(xiàn)象，且參數(shù)變化大范圍內(nèi)是混沌的，在一定參數(shù)變化范圍內(nèi)呈現(xiàn)混沌態(tài)、周期態(tài)、擬周期態(tài)，具有豐富的動力學(xué)特性；而分?jǐn)?shù)階廣義增廣L n 超混沌系統(tǒng)在分?jǐn)?shù)階次q >

5、O ．8 0 5 時開始出現(xiàn)混沌態(tài)并在參數(shù)變化的大范圍內(nèi)，系統(tǒng)具有兩個正的L y a p u n o v 指數(shù)，一定參數(shù)范圍內(nèi)能產(chǎn)生，四翼扇狀超混沌吸引子。2 ．研究上述兩個分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的同步問題。對分?jǐn)?shù)階廣義增廣L n 系統(tǒng)，基于分?jǐn)?shù)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(shè)計控制器來實現(xiàn)同步，這種同步方法的有效性得到了數(shù)值仿真的驗證；采用單向耦合同步的方法實現(xiàn)分?jǐn)?shù)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(jìn)一步通過數(shù)值仿真進(jìn)行驗證。3 采用改進(jìn)型混沌電路模塊化設(shè)計方法，設(shè)計這兩個分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)及其同步電路。在此基礎(chǔ)上搭建實際模擬混沌電路，電路實現(xiàn)結(jié)果與電路仿真結(jié)果及數(shù)值仿真結(jié)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(chǔ)上，進(jìn)一步研究分?jǐn)?shù)階( 超) 混沌系統(tǒng)同步在保密通信中的應(yīng)用。設(shè)計基于分?jǐn)?shù)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(shù)值仿真、電路仿真和電路實驗的結(jié)果表明該保密通信方案具有