分数阶混沌系统同步及其在保密通信中应用

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1、分数阶混沌系统同步及其在保密通信中的应用学位类型：学术型学位学科（专业学位类别）：控制工程与科学作者姓名：蒋逢灵作者学号：09010401006导师姓名及职称：谭文教授实践导师姓名及职称：学院名称：信息与电气工程学院论文提交日期：2012年5月27日学位授予单位：湖南科技大学SynchronizationofFractional-OrderChaoticSystemsanditsApplicationinSecureCommunicationTypeofDegreeAcademicDegreeDiscipline(TypeofProfessionalDegree)ControlScie

2、nceandEngineeringCandidateJiangFenglingStudentNumber09010401006SupervisorandProfessionalTitleTanWenProfessorPracticeMentorandProfessionalTitleSchoolSchoolofElectronicandInformationEngineeringDateMay27th,2012UniversityHunanUniversityofScienceandTechnology学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的

3、研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日湖南

4、科技大学硕士学位论文摘要混沌是确定性非线性科学领域重点研究内容，分数阶混沌信号具有比整数阶混沌信号更为复杂的混沌行为，使得分数阶混沌系统在保密通信等工程领域中具有巨大的应用潜力和发展前景。混沌掩盖技术把所需传送的有用信号叠加到混沌信号中形成混合信号，传送过程中具有很强的保密性，目前很多研究者只关注简单非周期混沌信号的传送问题，而对复杂非周期信号的研究甚少，真正实际应用更少。本文利用分数阶微积分理论，通过数值仿真研究了分数阶混沌系统的同步及其在保密通信方面中的应用问题，作者主要研究了以下几方面的内容：（1）基于分数阶微分算子及其复域表示方式，研究了分数阶Rŏssler混沌系统，建立了该系

5、统的动态仿真模型，并对其电路进行了结构和参数设计，通过对2.7阶Rŏssler混沌系统的动态仿真和电路实验，证实了该系统确实存在混沌现象。（2）基于波特图的频域近似方法，分别研究了分数阶Chen混沌系统的两个相同对称之间和两个相同不对称之间的同步控制问题，利用主动控制方法，通过设计适当的控制器分别实现了系统的两个相同对称之间和两个相同不对称之间同步。（3）提出了一种新的分数阶超混沌系统设计控制器的新方法，将非线性项分为线性相关项和线性不相关项，只需在线性相关项设计控制器，简化了控制器的结构，实现了分数阶超混沌Lorenz系统之间的同步，并成功应用到保密通信中。（4）提出了一类分数阶超混

6、沌系统同步控制的新方法，通过在分数阶超混沌响应系统中设计两个控制器，实现了分数阶超混沌Chen系统之间的同步。并将该方案应用到保密通信中，利用混沌掩盖技术，实现了复杂非周期信号的安全传送，在接收端通过去掩盖，毫无失真地恢复了有用传送信号。数值仿真和理论分析结果的一致性表明了该方案的有效性和可行性。关键词：分数阶系统；混沌同步；保密通信；动态仿真IABSTRACTABSTRACTChaoshasbeenoneofthekeyresearchinthefieldofdeterministicnonlinearscience,comparedtothesignalsofintegerorde

7、rchaoticbehavior,thefractional-orderchaoticismorecomplex,whichhaveagreatofpotentialanddevelopmentprospectsforapplicationsinsecurecommunicationsengineeringandotherfields.Chaoticmas-kingtechniquesrequiredtosendausefulsignalsup