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混沌系统的电路应用:建模、动态分析与控制 摘要本期特刊精选了近年来在混沌系统电路应用方面的一些有趣的科学成果，重点介绍了混沌系统建模、动力学分析和控制的新方法和新技术。本文总结了该专刊的工作，并讨论了混沌电路和系统未来发展方向的一些思考。混沌研究起源于中著名的洛伦兹吸引子的发现，经过几十年的密集和广泛的研究逐渐成熟。混沌在广泛工程应用中的突破，使得混沌产生(或混沌化)成为一个重要的研究课题，产生了大量混沌系统的出现。一般来说，任何具有混沌解的动力系统都可以视为混沌系统。关于混沌系统的研究一直存在三个主要问题，即如何生成特殊的混沌系统，如何检测和显示混沌系统的复杂动力学，以及如何针对期望的行为对混沌系统进行控制。虽然在这些问题上已经取得了一些研究进展，但还远远没有形成一个统一的理论和技术框架来很好地解决这些问题。为此，我们组织了本期专题，以期对混沌系统建模、分析和控制的新方法和新技术有所启发。自[8]中Chua电路的发明以来，混沌电路的研究受到了广泛的关注。已经建立了许多能产生混沌的非线性电子电路。混沌电路本质上是一种混沌系统，学者们通常利用电子电路产生混沌信号，证明混沌系统的物理存在。因此，电路实现已成为混沌系统从理论过渡到实践的重要方法，是混沌理论应用于工程实践的必要步骤。到目前为止，混沌系统的电路应用有了很大的发展。此外，忆阻器的发现将混沌系统的电路应用研究推向了一个新的高度，并提出了一些新的挑战。因此，在本课题中考虑混沌系统在电路应用中遇到的新问题是非常必要的。本期专题从建模、动力学分析和控制设计等方面介绍了混沌系统电路应用的最新研究成果。我们相信，这些论文将为读者提供有用的参考。部分论文介绍了具有多重稳定性的记忆性混沌系统的生成、分析、实现和应用，其中5篇论文研究了整数阶记忆性系统，2篇论文研究了分数阶记忆性系统。论文提出了一个有趣的具有条件对称、吸引子增长和幅频控制特性的忆性混沌系统，并通过分岔图和相位图证明了多个混沌吸引子的共存性，并通过电路实现确定了其存在性。论文构造了一个基于五维双忆阻的Colpitts系统，该系统可以产生参数增强吸引子和初始增强共存吸引子，并在PSIM软件平台上对该系统进行了电路仿真。论文将忆阻仿真器与二阶RLC电路集成，建立了一个简单的忆阻混沌振荡电路。仿真结果说明了系统中两个对称吸引子的共存。给出了系统的硬件电路设计。论文分析了两种分段光滑忆阻式Shimizu-Morioka系统的爆发振荡和分岔机理。这两个系统可以表现出不同类型的分岔和运动状态。所设计的全集成电路的仿真结果表明了该方法的准确性。论文构造了一种新的具有混沌和共存吸引子的双忆阻FitzHugh-Nagumo电路，并建立了单向耦合和双向耦合系统的同步条件。论文研究了五维忆性超混沌系统的复杂动力学行为和FPGA电路实现，并考虑了其伪随机数发生器。论文给出了四种具有隐多重稳定性的分数阶记忆性、记忆感性和记忆电容性混沌系统。数值模拟和实验电路结果很好地描述了参数和初始条件对系统动态行为的影响。论文提出了一种时滞分数阶记忆混沌系统，并将其应用于DNA编码图像加密算法的设计。设计了一种具有平行桥臂电流约束的统一非对称忆阻二极管桥模拟器，并通过Multisim电路、Matlab仿真和硬件实验实现了该模拟器。该方法可用于混沌电路的构造。 有三篇论文讨论了改进的混沌振荡器。论文研究了Shinriki振荡器的复杂动力学和电路实验实现。结果表明，对称破裂使系统产生一对对称共存的混沌吸引子。论文提出了一种铁磁谐振混沌振荡电路，并应用反步控制方法研究了其混沌控制问题。论文研究了分段线性非线性蔡氏振子的多重稳定性。建立了该系统有效的多稳定控制方法，讨论了共存吸引子的吸引盆地。设计了系统的图像加密算法，并对系统的各种攻击进行了安全性测试。