multisim仿真—混沌电路

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1、实用标准文案Multisim仿真—混沌电路1104620125精彩文档实用标准文案Multisim仿真—混沌电路一、实验目的1、了解非线性电阻电路伏安特性，以及其非线性电阻特征的测量方法；2、使用示波器观察混沌电路的混沌现象，通过实验感性地认识混沌现象，理解非线性科学中“混沌”一词的含义；；3、研究混沌电路敏感参数对混沌现象的影响二、实验原理1、蔡氏电路本实验采用的电路图如图9-16所示，即蔡氏电路。蔡氏电路是由美国贝克莱大学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简单的一种自制电路。R是非线性电阻元件，这是该电路中唯

2、一的非线性元件，是一个有源负阻元件。电容C2与电感L组成一个损耗很小的振荡回路。可变电阻1/G和电容C1构成移相电路。最简单的非线性元件R可以看作由三个分段线性的元件组成。由于加在此元件上的电压增加时，故称为非线性负阻元件。三、实验内容为了实现有源非线性负阻元件实，可以使以下电路，采用两个运算放大器（1个双运放TL082）和六个配置电阻来实现，其电路如图1，这主要是一个正反馈电路，能输出电流以维持振荡器不断震荡，而非线性负阻元件能使振荡周期产生分岔和混沌等一系列非线性现象。1、实验电路如下图，电路参数：1、电容：1

3、00nf一个，10nf一个；2、线性电阻6个：200Ω二个，22kΩ二个，2.2kΩ一个，3.3kΩ一个；3、电感：18mH一个；4、精彩文档实用标准文案运算放大器：五端运放TL083二个；5、可变电阻：可变电阻一个；6、稳压电源：9V的VCC二个，-9V的VEE二个；图1选好元器件进行连接，然后对每个元器件进行参数设置，完成之后就可以对蔡氏电路进行仿真了。双击示波器，可以看到示波器的控制面板和显示界面，在控制面板上可以通过相关按键对显示波形进行调节。下面是搭建完电路的截图：2、将电压表并联进电路，电流表串联进电路

4、可以直接测出加在非线性负阻的电压、电流，数据如下：U/VI/mAU/VI/mA120.1579-1-0.76917112.138-2-1.44352104.601-3-1.8475294.2867-4-2.22408精彩文档实用标准文案83.8801-5-2.6605773.4736-6-3.0671763.0672-7-3.473652.6606-8-3.880142.2241-9-4.2867331.8475-10-4.60121.4435-11-2.13810.7692-12-0.1578900经过线性拟合得

5、到如下伏安特性曲线：3、使用示波器成像法例如图中，RN就是我们所需要进行研究的有源非线性负阻。元件的详细参数如原理图所示，运放的工作电源取9V。信号源为三角波，输出波幅从-3.75V至3.75V。为测量电流i，在电路中串联了一个10Ω的取样电阻R，其电压与电流成正比。精彩文档实用标准文案示波器记录的结果也如下图所示。我们可以观察到，仿真得到的伏安特性曲线与通过实验数据绘制得出的伏安特性曲线一致，基本相符。实验曲线中有如下几个特殊点：电压为0V时，电流符合理论值0A；电压分别在-10V和10V左右时，电流的数值大小出

6、现最大值，该两点为曲线的转折点；电压分别在-2V和2V左右时曲线斜率发生改变，故该两点也可算为曲线的转折点。2、蔡氏电路的运动形态因元件参数值的不同而具有不同的拓扑性质，可以把电路元件参数值看做控制参数而使蔡氏电路工作在不同的拓扑结构状态。现在以其中的线性电阻R为例说明，将电阻R以从大到小的顺序进行讨论，重点讨论R在1.298kΩ~1.93kΩ这一范围的状态。先考虑R很大的情况，即R>1.93?Ω，电路状态变化中?1与?2精彩文档实用标准文案相图为稳定焦点，呈蝌蚪型，为衰减振荡，这就是不动点。R=1.93kΩ时R=

7、2.0kΩ时精彩文档实用标准文案R逐渐减小至1.911kΩ，此时等幅振荡：R逐渐减小至1.910kΩ，增幅振荡开始，一倍周期：当R=1.918kΩ~1.820kΩ时，2倍周期：当R=1819kΩ~1818kΩ时：精彩文档实用标准文案当R=1787kΩ时：当R=1.786kΩ时：通过R=1.787kΩ与R=1.786kΩ两个图像的对比，可以发现：当电路处于单涡旋混沌状态时，改变电路的初始状态，可以观察到向左和向右两种单涡旋混沌吸引子相图。R持续减少至1.750kΩ时为单吸引子图形，这是电路第一次进入单吸引子混沌。精彩

8、文档实用标准文案当R继续减小，当R=1.7165kΩ时，出现双吸引子混沌图形：当R=1.349kΩ时：精彩文档实用标准文案当R=1.320kΩ时，呈单叶周期：混沌图像分析：通过以上数据和图案发现，改变初始电路参数时，在混沌现象中电路是非周期性的，时而稳定，时而混乱，虽然出现平衡点，但并不稳定。在理想实验条件下观察到了不同参数条件下出现的极限环、单吸引子、双吸