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混沌系统的自适应同步控制及信息安全应用

【摘要】:由于混沌同步在保密通信、信号处理和生命科学等方面有着十分广阔的应用前景和巨大的市场潜在价值,人们对其进行了广泛而深入的研究[4,162,163],并提出了许多混沌系统自同步的方法[215-229]。而且,异结构混沌同步在保密通信中的应用正变得越来越重要。为此,一些学者对异结构混沌同步又作了深入的研究。如:文献[230-235]用主动控制技术实现了异结构混沌同步;文献[236]用滑膜控制技术实现了具有非线性输入的异结构同步。

1990年,Pecora和Corroll提出了“混沌同步”的概念,并在电路实验中实现了耦合混沌系统的自同步[6,214]。由于混沌同步在保密通信、信号处理生命科学等方面有着十分广阔的应用前景和巨大的市场潜在价值,人们对其进行了广泛而深入的研究[4,162,163],并提出了许多混沌系统自同步的方法[215-229]。但实际系统,如激光器阵列、生物系统中认知过程中很难找到完全相同的混沌系统。而且,异结构混沌同步在保密通信中的应用正变得越来越重要。为此,一些学者对异结构混沌同步又作了深入的研究。如:文献[230-235]用主动控制技术实现了异结构混沌同步;文献[236]用滑膜控制技术实现了具有非线性输入的异结构同步。但这些工作均没有同时考虑到非线性输入、系统参数的变化所引起的系统的不确定性和外部扰动。

实际系统不可避免地要受到系统的不确定性和未知的或实变的外部扰动的影响,另外,由于物理限制,来自控制驱动器件的非线性也是经常存在的[195]。忽略了上述影响,通常会导致系统性能的退变。为此,在系统的不确定性、外部干扰和非线性输入同时存在的条件下,本节研究了一类异结构混沌系统的同步问题,设计了滑模切换面,保证了同步误差系统在滑膜面上的渐进稳定;设计了自适应变结构控制器,用自适应律来估计系统参数的不确定性和外部干扰的界限。该控制器保证了滑膜运动的发生,并使异结构的驱动系统和响应系统迅速达到同步,而不用预先知道系统的不确定性和干扰的界限,克服了非线性输入的影响。通过对三对异结构的混沌系统(Lorenz-Chen,Chen-Lü和Lü-Lorenz)的数值模拟,进一步验证了本方法的有效性。(www.chuimin.cn)