一种四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路
阅读说明：本技术 一种四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路 (Self-adaptive synchronization method and circuit of four-dimensional balance-point-free hyperchaotic system ) 是由 仇飞 颜森林 于 2020-07-07 设计创作，主要内容包括：本发明属于混沌系统技术领域,公开了一种四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路,包括供电模块进行供电；中央控制模块通过主控芯片控制各个模块正常工作；电路设计模块设计四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路；混沌序列产生模块产生混沌多相序列；运算模块通过运算器进行运算操作；混沌系统构造模块构造四维无平衡点超混沌系统；同步模块对四维无平衡点超混沌系统进行信号同步；模拟模块通过模拟程序对混沌系统进行模拟；电路测试模块进行测试。本发明通过混沌序列产生模块可实现任意改变初值都能产生互不相关的混沌序列,因此可以产生数据无穷的非相关序列；同时,通过混沌系统构造模块大大提高了四维无平衡点超混沌系统实现效果。(The invention belongs to the technical field of chaotic systems, and discloses a four-dimensional non-balance point hyperchaotic system self-adaptive synchronization method and circuit, which comprise a power supply module for supplying power; the central control module controls each module to work normally through the main control chip; the circuit design module designs a four-dimensional balance point-free hyperchaotic system self-adaptive synchronous circuit; the chaotic sequence generating module generates a chaotic multiphase sequence; the operation module performs operation through an operator; the chaotic system constructing module constructs a four-dimensional equilibrium-point-free hyper-chaotic system; the synchronization module performs signal synchronization on the four-dimensional balance-point-free hyper-chaotic system; the simulation module simulates the chaotic system through a simulation program; and the circuit testing module performs testing. According to the invention, the chaotic sequence generating module can realize that irrelevant chaotic sequences can be generated by randomly changing the initial value, so that an irrelevant sequence with infinite data can be generated; meanwhile, the implementation effect of the four-dimensional balance-point-free hyper-chaotic system is greatly improved through the chaotic system construction module.)
技术领域
本发明属于混沌系统技术领域，尤其涉及一种四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路。
背景技术
混沌系统是指在一个确定性系统中，存在着貌似随机的不规则运动，其行为表现为不确定性、不可重复、不可预测，这就是混沌现象。混沌是非线性动力系统的固有特性，是非线性系统普遍存在的现象。按照动力学系统的性质，混沌可以分成四种类型：时间混沌、空间混沌、时空混沌、功能混沌。然而，现有基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路不能产生数据无穷的非相关序列；同时，四维无平衡点超混沌系统实现效果差。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路不能产生数据无穷的非相关序列；同时，四维无平衡点超混沌系统实现效果差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路。
本发明是这样实现的，一种基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法及电路，所述四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法包括以下步骤：
步骤一，通过供电模块为基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行供电；
步骤二，中央控制模块通过电路设计模块利用设计程序设计五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路。
步骤三，通过混沌序列产生模块配置混沌序列发生器工作参数启动混沌序列发生器，通过混沌映射函数进行混沌迭代运算，产生混沌序列；
所述通过混沌映射函数进行混沌迭代运算，产生混沌序列包括：
(1.1)所述混沌映射函数f(.)在所述预定区间I上关于中轴对称，所述混沌序列满足：f(c+x)＝f(c-x)；
(1.2)通过所述混沌映射函数迭代产生的混沌序列在所述预订区间I上广域中轴对称分布，并且迭代产生的混沌序列满足：ρ(c+x)＝ρ(c-x)，得到混沌序列{xn|n∈N}，其中，c为所述预定区间I的中点，f(x)为所述混沌映射函数，ρ(x)为所述混沌序列的概率分布函数；
步骤四，使用复数量化器，根据量化函数，得到混沌多相序列；
步骤五，通过混沌系统构造模块利用电器部件构造四维无平衡点超混沌系统；
所述混沌系统构造方法如下：
(3.1)Rikitake三维混沌系统i为：
(3.2)在三维混沌系统i的基础上，增加一个微分方程dw/dt＝-ky,并把w反馈到系统i的第二个方程上，获得混沌系统ii；
(3.3)根据无平衡点超混沌系统ii构造模拟电路系统；
步骤六，通过同步模块对四维无平衡点超混沌系统进行信号同步；通过模拟模块利用模拟程序按照混沌系统构造模拟电路系统，利用电压比较器获得两个模拟的高低电平，将不同情况作为模拟开关的控制输入，根据不同情况，实现不同输出，进行混沌系统的模拟；
步骤七，通过电路测试模块利用测试设备对五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行测试；
步骤八，通过显示模块利用显示器显示混沌多相序列、模拟结果、测试结果。
进一步，步骤三中，所述混沌映射函数至少取逻辑映射和帐篷映射并且定义在预定区间上。
进一步，所述混沌映射函数为逻辑映射或帐篷映射，
其中，逻辑映射为：xn+1＝rxn(1-xn)，xn∈[0，1]，
所述帐篷映射为：xn+1＝fT(xn)＝1-|1-bxn|xn∈[0，1]，
3.5699<r≤4，1<b≤2，n为自然数，xn表示所述混沌序列。
进一步，步骤五中，所述根据无平衡点超混沌系统ii构造模拟电路系统包括：
利用运算放大器U1、U2及电阻和电容构成反相加法器和反相积分器，利用乘法器U3、U4和U5实现乘法运算，利用1V直流电源实现常数输入，所述运算放大器U1和运算放大器U2采用LF347N，所述乘法器U3、U4和U5采用AD633JN。
进一步，所述运算放大器U1连接运算放大器U2、乘法器U3和U4，所述运算放大器U2连接乘法器U5、1V直流电源和运算放大器U1，所述乘法器U3连接运算放大器U1，所述乘法器U4连接运算放大器U1，所述乘法器U5连接运算放大器U2，所述1V直流电源连接运算放大器U2；
进一步，所述运算放大器U1的第1引脚通过电阻R7与第2引脚相接，通过电阻R8与U1的第6引脚相接，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电容C2与U1的第7引脚相接，第7引脚接输出y,通过电阻R10与第6引脚相接，通过电阻R13与U2的第6引脚相接，第7引脚接乘法器U3的第1引脚，第7引脚接乘法器U5的第3引脚，第8引脚输出x，通过电容C1与第9引脚相接，第8引脚接乘法器U4的第1引脚，第8引脚接乘法器U5的第1引脚，通过电阻R9与U1的第6引脚相接，通过电阻R4与U1的第9引脚相接，第13引脚通过电阻R2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U2的第1、2、13、14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引脚通过电容C4与第7引脚相接，第7引脚输出w，通过电阻R5与U1的第2引脚相接，第8引脚接输出z,接乘法器U3的第3引脚，接乘法器U4的第3引脚，第9引脚通过电容C3与U2的第8引脚相接，通过电阻R12接1V电源后接地。
进一步，所述根据无平衡点超混沌系统ii构造模拟电路系统还包括：
所述乘法器U3的第1引脚接U1的第7脚，第3引脚接U2的第8引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R1接U1第13引脚，第8引脚接VCC；
所述乘法器U4的第1引脚接U1的第8脚，第3引脚接U2的第8引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R6接U1第2引脚，第8引脚接VCC；
所述乘法器U5的第1引脚接U1的第8脚，第3引脚接U1的第7引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R11接U2第9引脚，第8引脚接VCC。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路，所述四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路包括：
供电模块、中央控制模块、电路设计模块、混沌序列产生模块、运算模块、混沌系统构造模块、同步模块、模拟模块、电路测试模块、显示模块；
供电模块，与中央控制模块连接，用于为基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行供电；
中央控制模块，与供电模块、电路设计模块、混沌序列产生模块、运算模块、混沌系统构造模块、同步模块、模拟模块、电路测试模块、显示模块连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；
电路设计模块，与中央控制模块连接，用于通过设计程序设计五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路；
混沌序列产生模块，与中央控制模块连接，用于通过混沌序列发生器产生混沌多相序列；
运算模块，与中央控制模块连接，用于通过运算器进行运算操作；
混沌系统构造模块，与中央控制模块连接，用于通过电器部件构造四维无平衡点超混沌系统；
同步模块，与中央控制模块连接，用于对四维无平衡点超混沌系统进行信号同步；
模拟模块，与中央控制模块连接，用于通过模拟程序对混沌系统进行模拟；
电路测试模块，与中央控制模块连接，用于通过测试设备对五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行测试；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示混沌多相序列、模拟结果、测试结果。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过混沌序列产生模块可实现任意改变初值都能产生互不相关的混沌序列，因此可以产生数据无穷的非相关序列；同时，通过混沌系统构造模块大大提高了四维无平衡点超混沌系统实现效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法流程图。
图2是本发明实施例提供的基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路结构框图。
图3是本发明实施例提供的混沌序列产生模块产生方法流程图。
图4是本发明实施例提供的通过混沌映射函数进行混沌迭代运算，产生混沌序列方法流程图。
图5是本发明实施例提供的混沌系统构造模块构造混沌系统电路连接图。
图2中：1、供电模块；2、中央控制模块；3、电路设计模块；4、混沌序列产生模块；5、运算模块；6、混沌系统构造模块；7、同步模块；8、模拟模块；9、电路测试模块；10、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明提供的基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法包括以下步骤：
S101，通过供电模块为基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行供电；
S102，中央控制模块通过电路设计模块利用设计程序设计五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路；
S103，通过混沌序列产生模块利用混沌序列发生器产生混沌多相序列通过运算模块利用运算器进行运算操作；
S104，通过混沌系统构造模块利用电器部件构造四维无平衡点超混沌系统；通过同步模块对四维无平衡点超混沌系统进行信号同步；通过模拟模块利用模拟程序对混沌系统进行模拟；
S105，通过电路测试模块利用测试设备对五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行测试；
S106，通过显示模块利用显示器显示混沌多相序列、模拟结果、测试结果。
如图2所示，本发明实施例提供的基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路包括：供电模块1、中央控制模块2、电路设计模块3、混沌序列产生模块4、运算模块5、混沌系统构造模块6、同步模块7、模拟模块8、电路测试模块9、显示模块10。
供电模块1，与中央控制模块2连接，用于为基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行供电；
中央控制模块2，与供电模块1、电路设计模块3、混沌序列产生模块4、运算模块5、混沌系统构造模块6、同步模块7、模拟模块8、电路测试模块9、显示模块10连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；
电路设计模块3，与中央控制模块2连接，用于通过设计程序设计五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路；
混沌序列产生模块4，与中央控制模块2连接，用于通过混沌序列发生器产生混沌多相序列；
运算模块5，与中央控制模块2连接，用于通过运算器进行运算操作；
混沌系统构造模块6，与中央控制模块2连接，用于通过电器部件构造四维无平衡点超混沌系统；
同步模块7，与中央控制模块2连接，用于对四维无平衡点超混沌系统进行信号同步；
模拟模块8，与中央控制模块2连接，用于通过模拟程序对混沌系统进行模拟；
电路测试模块9，与中央控制模块2连接，用于通过测试设备对五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步电路进行测试；
显示模块10，与中央控制模块2连接，用于通过显示器显示混沌多相序列、模拟结果、测试结果。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本发明实施例提供的基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法如图1所示，作为优选实施例，如图3所示，本发明实施例提供的混沌序列产生方法如下：
S201，配置混沌序列发生器工作参数启动混沌序列发生器，通过混沌映射函数进行混沌迭代运算，产生混沌序列；
S202，使用复数量化器，根据量化函数，得到混沌多相序列，其中，所述混沌映射函数至少取逻辑映射和帐篷映射并且定义在预定区间上。
如图4所示，本发明提供的通过混沌映射函数进行混沌迭代运算，产生混沌序列方法如下：
S301，所述混沌映射函数f(.)在所述预定区间I上关于中轴对称，所述混沌序列满足：f(c+x)＝f(c-x)；
S302，通过所述混沌映射函数迭代产生的混沌序列在所述预订区间I上广域中轴对称分布，并且迭代产生的混沌序列满足：ρ(c+x)＝ρ(c-x)，得到混沌序列{xn|n∈N}，其中，c为所述预定区间I的中点，f(x)为所述混沌映射函数，ρ(x)为所述混沌序列的概率分布函数。
本发明提供的混沌映射函数为逻辑映射或帐篷映射，
其中，逻辑映射为：xn+1＝rxn(1-xn)，xn∈[0，1]，
所述帐篷映射为：xn+1＝fT(xn)＝1-|1-bxn|xn∈[0，1]]，
3.5699<r≤4，1<b≤2，n为自然数，xn表示所述混沌序列。
实施例2
本发明实施例提供的基于五项最简混沌系统的四维无平衡点超混沌系统自适应同步方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明提供的混沌系统构造方法如下：
(1)Rikitake三维混沌系统i为：
(2)在三维混沌系统i的基础上，增加一个微分方程dw/dt＝-ky,并把w反馈到系统i的第二个方程上，获得混沌系统ii；
(3)根据无平衡点超混沌系统ii构造模拟电路系统，利用运算放大器U1、U2及电阻和电容构成反相加法器和反相积分器，利用乘法器U3、U4和U5实现乘法运算，利用1V直流电源实现常数输入，所述运算放大器U1和运算放大器U2采用LF347N，所述乘法器U3、U4和U5采用AD633JN；
所述运算放大器U1连接运算放大器U2、乘法器U3和U4，所述运算放大器U2连接乘法器U5、1V直流电源和运算放大器U1，所述乘法器U3连接运算放大器U1，所述乘法器U4连接运算放大器U1，所述乘法器U5连接运算放大器U2，所述1V直流电源连接运算放大器U2；
所述运算放大器U1的第1引脚通过电阻R7与第2引脚相接，通过电阻R8与U1的第6引脚相接，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚通过电容C2与U1的第7引脚相接，第7引脚接输出y,通过电阻R10与第6引脚相接，通过电阻R13与U2的第6引脚相接，第7引脚接乘法器U3的第1引脚，第7引脚接乘法器U5的第3引脚，第8引脚输出x，通过电容C1与第9引脚相接，第8引脚接乘法器U4的第1引脚，第8引脚接乘法器U5的第1引脚，通过电阻R9与U1的第6引脚相接，通过电阻R4与U1的第9引脚相接，第13引脚通过电阻R2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U2的第1、2、13、14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引脚通过电容C4与第7引脚相接，第7引脚输出w，通过电阻R5与U1的第2引脚相接，第8引脚接输出z,接乘法器U3的第3引脚，接乘法器U4的第3引脚，第9引脚通过电容C3与U2的第8引脚相接，通过电阻R12接1V电源后接地；
所述乘法器U3的第1引脚接U1的第7脚，第3引脚接U2的第8引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R1接U1第13引脚，第8引脚接VCC；
所述乘法器U4的第1引脚接U1的第8脚，第3引脚接U2的第8引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R6接U1第2引脚，第8引脚接VCC；
所述乘法器U5的第1引脚接U1的第8脚，第3引脚接U1的第7引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE，第7引脚通过电阻R11接U2第9引脚，第8引脚接VCC。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。