一类时滞混沌系统的研究与仿真毕业论文.doc

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1、一类时滞混沌系统的研究与仿真毕业论文目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景11.2课题目的和意义11.3国内外研究现状21.4论文主要内容及结构安排3第2章基础理论知识42.1混沌的定义42.2混沌运动的基本特征62.3时滞系统中混沌的判定72.4时滞系统控制与同步82.5本章小结10第3章Lorenz系统及时滞Lorenz系统的仿真113.1Lorenz混沌系统的仿真113.1.1仿真设计113.1.2仿真结果123.1.3结果分析213.2时滞Lorenz混沌系统的仿真213.2.1仿真设计21

2、3.2.2仿真结果223.2.3结果分析313.3本章小结31I第4章混沌系统在保密通信中的应用324.1保密通信的重要性324.2基于时滞Lorenz混沌序列的图像加密324.2.1基于时滞Lorenz混沌序列的图像加密算法设计334.2.2图像加密结果仿真与结果分析354.3基于时空混沌的Hash函数的构造364.2.1Hash函数的特性与混沌的应用364.2.2时空混沌的单向耦合映像格子模型及其统计特性384.2.3单向Hash构造394.2.4算法优点394.3本章小结40结论41参考文献43致谢45附录14

3、6附录251附录356附录461附录584I第1章绪论第1章绪论1.1课题背景大自然科学和技术的发展，正在使传统的学科划分和研究力发生深刻的变化。学科之间的相互渗透和传统学科与日新月异的新技术的结合，促进了大批综合性边缘学科的孕育和发展，这种发展的一个重要特征是“非线性”。作为非线性科学中最重要的成就之一混沌学的创立和发展，开创了非线性科学的新纪元。混沌学的渊源可以追溯到19世纪，发现混沌的第一位学者是法国物理学家H．Pnincarc，他在研究太阳系三体运动时，发现三体引力相互作用时能产生惊人的复杂行为，确定性动力学

4、方程的解具有不可预见性，这就是混沌现象[1]。混沌现象被称为与相对论、量子力学并列的20世纪三大物理学重要发现，它揭示自然界及人类社会普遍存在的复杂性，反映了物质世界无序和有序之间的辩证统一关系。由于混沌现象不断被科学所揭示，混沌学作为一门物理学中重要的学科逐步也从单纯的学科逐步扩展到其他学科，从而产生了丰富的研究成果。1977年，Mackey[2]和Glass首先在时滞系统中发现了混沌现象。混沌现象广泛存在于客观世界中，如气象学中的Lorenz系统、电路中的Chua’S电路系统。时滞是自然界中广泛存在的一种物理现象

5、。时滞的存在使得系统的分析和综合变得更加复杂和困难，同时时滞的存在也往往是系统不稳定和系统性能变差的根源。正是由于时滞系统在实际中的大量存在，以及时滞系统分析和控制的困难性，使得时滞系统的分析和综合一直是控制理论和控制工程领域中研究的一个热点问题[3]。近几十年来关于时滞系统的分析和综合问题已经得到了广泛的研究。1.2课题目的和意义时滞是自然界中广泛存在的一种物理现象，人们对于非线性时滞动态系统的混沌的研究越来越感兴趣。许多学者在混沌控制和同步的理论研究和实现技术上开展了大量的研究工作并取得了许多有效的成果，选择该课

6、题是为了对已有理论成果进行验证，并对其进行进一步的研究与仿真。3第1章绪论近些年来对时滞系统的研究成为了国内外的一个热点研究问题。特别的，随着新兴领域中的一些新技术和新理论的发展，时滞系统理论也找到了新的应用场合，同时，在与这些理论相结合的过程中也产生了一些新的问题，不同领域中的多种技术的融合为这些新问题的解决提供了有效的途径和工具。因此，对时滞混沌系统的研究具有重要的理论和实际意义。1.3国内外研究现状1963年，Lorenz在一个简单的三维自治系统中发现了混沌吸引子。十年时间里，动态混沌理论已经被深入地学习，而且

7、被广泛地应用到许多领域。尽管混沌现象引起学术界的广泛兴趣，但作为科学术语，“混沌”至今还没有被普遍认可的定义，混沌现象的发现者之一及研究混沌理论的著名科学家E．N．Lorenz指出，混沌系统是指敏感依赖于初始条件的内在变化的系统。李天岩和他的导师J．A．Yorke在1975年发表的论文《周期三意味着混沌》的文章中，首先提出现代科学意义上混沌的数学定义。R.L.devaney在1989年给出了混沌的又一种定义。近几年来有关混沌系统控制的研究受到了广泛的关注。20世纪80年代以来，国际上混沌同步技术已经取得了突破性进展，

8、混沌同步已经广泛应用于机械、电子、通信、测量、控制等许多领域。自从Mackey和Glass发现时滞系统里也存在混沌现象以来，人们对于非线性时滞动态系统的混沌控制越来越感兴趣。许多学者在混沌控制的理论研究和实现技术上开展了大量的研究工作并取得了许多有效的成果。其中，最著的的是Ott-Crrebogi．Yorke(OGY)方法[4]。然而，人们对于