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1、基础物理实验报告非线性电路中的混沌现象学号:37073112姓名:蔡正阳日期:2009年3月24日五:数据处理:1.计算电感L本实验采用相位测量。根据RLC谐振规律,当输入激励的频率时,RLC串联电路将达到谐振,L和C的电压反相,在示波器上显示的是一条过二四象限的45度斜线。测量得:f=32.8kHz;实验仪器标示:C=1.095nF由此可得:估算不确定度:估计u(C)=0.005nF,u(f)=0.1kHz则:即最终结果:第36页基础物理实验报告2.用一元线性回归方法对有源非线性负阻元件的测量数据进行处理:(1)原始数据:RVRVRV71200-122044.9-8175
2、3.4-421000-11.82036.2-7.81727.5-3.812150-11.62027.2-7.61699.6-3.68430-11.42017.8-7.41669.4-3.46390-11.22007.9-7.21636.7-3.25100-111997.5-71601.2-34215-10.81986.7-6.81562.4-2.83564-10.61975.3-6.61519.7-2.63070-10.41963.4-6.41472.3-2.42680-10.21950.9-6.21420-2.22369-101937.6-61360.9-22115-9.
3、81923.7-5.81295.1-1.82103.1-9.61909-5.61281.8-1.62096.8-9.41893.4-5.41276.7-1.42090.2-9.21876.9-5.21270.1-1.22083.4-91859.5-51261.1-12076.3-8.81840.9-4.81247.8-0.82068.9-8.61821.2-4.61226-0.62061.2-8.41800.1-4.41148.9-0.42053.3-8.21777.6-4.21075-0.2VRR1(2)数据处理:根据可以得出流过电阻箱的电流,由回路KCL方程和KVL方程
4、可知:由此可得对应的值。第36页基础物理实验报告对非线性负阻R1,将实验测得的每个(I,U)实验点均标注在坐标平面上,可得:图中可以发现,(0.0046336,-9.8)和(0.0013899,-1.8)两个实验点是折线的拐点。故我们在、、这三个区间分别使用线性回归的方法来求相应的I-U曲线。使用Excel的Linest函数可以求出这三段的线性回归方程:经计算可得,三段线性回归的相关系数均非常接近1(r=0.99997),证明在区间内I-V线性符合得较好。应用相关作图软件可以得出非线性负阻在U<0区间的I-U曲线。第36页基础物理实验报告将曲线关于原点对称可得到非线性负阻在
5、U>0区间的I-U曲线:第36页基础物理实验报告3.观察混沌现象:(1)一倍周期:一倍周期Vc1-t(2)两倍周期:两倍周期Vc1-t(3)四倍周期:第36页基础物理实验报告四倍周期Vc1-t(4)单吸引子:单吸引子阵发混沌三倍周期Vc1-t(5)双吸引子:双吸引子Vc1-t第36页基础物理实验报告4.使用计算机数值模拟混沌现象:(1)源程序(Matlab代码):算法核心:四阶龙格库塔数值积分法文件1:chua.mfunction[xx]=chua(x,time_variable,aaa,symbol_no)h=0.01;a=h/2;aa=h/6;xx=[];forj=1:
6、symbol_no;k0=chua_map(x,time_variable,aaa);x1=x+kO*a;k1=chua_map(xl,time_variable,aaa);xl=x+k1*a;k2=chua_map(x1,time_variable,aaa);x1=x+k2*h;k3=chua_map(x1,time-variable,aaa);x=x+aa*(kO+2*(k1+k2)+k3);xx=[xxx];end文件2:chua_initial.m:function[x0]=chua_initial(x,aaa)h=0.01;a=h/2;aa=h/6;x=[-0.0
7、30.6-0.01]';k0=chua_map(x,1,aaa);x1=x+k0*a;k1=chua_map(xl,1,aaa);x1=x+k1*a;k2=chua_map(x1,1,aaa);x1=x+k2*h;k3=chua_map(x1,1,aaa);x=x+aa*(k0+2*(kl+k2)+k3);fork=2:400kO=chua_map(x,k,aaa);x1=x+k0*a;k1=chua_map(x1,k,aaa);x1=x+k1*a;第36页基础物理实验报告k2=chua_map(x1,k,aaa)