專利名稱：一種實現(xiàn)整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的方法及模擬電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用模擬電路實現(xiàn)整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的方法，具體地講，涉及一種實現(xiàn)整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的方法及模擬電路。
背景技術：
用模擬電路實現(xiàn)整數(shù)階混沌系統(tǒng)的方法文獻中有較多的報道，用模擬電路實現(xiàn)分數(shù)階混沌系統(tǒng)的方法文獻中也有報道，實現(xiàn)自動切換混沌系統(tǒng)的方法與電路文獻也有報道，但用模擬電路實現(xiàn)整數(shù)階與分數(shù)階的自動切換混沌系統(tǒng)方法及電路卻未見報道，因為整數(shù)階與分數(shù)階自動切換的混沌系統(tǒng)比整數(shù)階混沌系統(tǒng)、分數(shù)階混沌系統(tǒng)及自動切換系統(tǒng)都復雜，集中了三者的優(yōu)越性，因此，提出一種整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的設計方法，并用模擬電路實現(xiàn)這種混沌系統(tǒng)，對于這種混沌系統(tǒng)的應用具有重要的意義。發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的方法及模擬電路。
本發(fā)明采用如下技術手段實現(xiàn)發(fā)明目的
1、一種實現(xiàn)整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的方法，其特征是在于，包括以下步驟
(1)根據(jù)整數(shù)階混沌系統(tǒng)i為
權利要求
1. 一種實現(xiàn)整數(shù)階和分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的方法，其特征是在于，包括以下步驟(1)根據(jù)整數(shù)階混沌系統(tǒng)i為 dxl dt = a{y-x)<dx/dt = bx + cy-xz i a = 20, b = 14, c = 10. 6，h = 2. 8 dx/ dt = X2 -hz(2)根據(jù)分數(shù)階混沌系統(tǒng)ii為 dqx! dtq =a(y-x)<dqy/dtq =bx + cy-xz ii 0 < q < 1，a = 20，b = 14，c = 10. 6，h = 2. 8 dqz Idtq =x2-hz(3)構造一個選擇函數(shù)系統(tǒng)iii將混沌系統(tǒng)i和ii組成一個新的整數(shù)階和分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)iv 、 \q = \ x>0/W= ηο[^ = 0.9 χ<0'df(x)x/dtf(x) =a{y-x)<df(x)y/dtf(x) =bx + cy-xz ivdf(x)z/dtf(x) =x2-hz(4)按照混沌系統(tǒng)iii和iv構造模擬電路系統(tǒng)，利用電壓比較器TO獲得模擬的高低電平，χ > = 0和χ < 0，作為選擇函數(shù)的輸入，利用模擬開關U7和U8實現(xiàn)整數(shù)階積分和分數(shù)階積分的交替輸出，利用運算放大器Ul、U2、U3以及乘法器U4、TO得到整數(shù)階和分數(shù)自動切換混沌系統(tǒng)的模擬電路。所述運算放大器Ul、U2、U3采用LF347，乘法器U4、U5采用 AD633JN,，電壓比較器U6采用LM339，模擬開關U7、U8采用CD4052 ；所述運算放大器Ul連接電壓比較器TO，模擬開關U7、U8，乘法器U4、U5，所述電壓比較器U6連接模擬開關U7、U8，所述乘法器U4連接運算放大器U2，所述運算放大器U2連接模擬開關U7，所述乘法器U5連接運算放大器U3，所述運算放大器U3連接模擬開關U8 ；所述運算放大器Ul的第1引腳通過電阻Rx與第2引腳相接，通過電阻Rl與Ul的第 6引腳相接，第3、5、10、12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻 Rcll與電容Cll的并聯(lián)后，再接Rcl2與電容C12的并聯(lián)，又接Rcl3與電容C13的并聯(lián)后， 與U7第4引腳相接，通過電容ClO與U7的第5引腳相接，第7引腳與U6的第9引腳相接， 與U4的第1引腳相接，與U7的第9引腳相接，與U5的第1，3引腳相接，通過電阻R22與U2 第2引腳相接，第8引腳通過電阻R25與Ul第9引腳相接，第9引腳通過電阻RM和電位器R12與Ul第2引腳相接，通過電阻RM和電位器R23與U2第2引腳相接，通過電阻RM 與U7第10引腳相接，第13引腳通過電阻R13與Ul第7引腳相接，通過電阻R14與Ul第 14引腳相接，與U4的第1引腳相接，與U7的第8引腳相接，與TO的第1引腳、第3引腳相接，第14引腳通過電位器Rll與Ul第2引腳相接；所述運算放大器U2的第1引腳通過電阻Ry與第2引腳相接，通過電阻R2與U2的第 6引腳相接，第3、5、10、12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻Rc21與電容C21的并聯(lián)后，再接Rc22與電容C22的并聯(lián)，又接Rc23與電容C23的并聯(lián)后， 與U7第13引腳相接，，通過電容C20與U7的第12引腳相接，第7引腳與U7第9引腳相接，第8引腳與U8的第8引腳相接，第9引腳先接電阻Rc33與電容C33的并聯(lián)，再接Rc32 與電容C32的并聯(lián)，又接Rc31與電容C31的并聯(lián)后，與U8第4引腳相接，，通過電容C30與 U8的第5引腳相接，第13引腳通過電阻R33與U4第3引腳相接，通過電阻R33與U8第8 引腳相接，通過電阻R34與U2第14引腳相接，第14引腳接U4的第3引腳，通過電位器R32 與U3第2引腳相接；所述運算放大器U3第1引腳通過電阻Rz與第2引腳相接，通過電阻R31與U2的第9 引腳相接，U3第2引腳通過R32接U2的14引腳，第3引腳接地，第4引腳接VCC,第5、6、 7、8、9、10、12、13、14 均懸空，第 11 引腳接 VEE ；所述乘法器U4的第1引腳接Ul的第7引腳，第3引腳接U2的第14引腳，第2、4、6引腳均接地，第5引腳接VEE,H 7引腳接通過電阻R21接U2的第2引腳，第8引腳接VCC ； 所述乘法器U5的第1、3引腳接Ul的第7引腳，第2、4、6引腳均接地，第5引腳接VEE, 第7引腳接通過電阻R31接U3的第2引腳，第8引腳接VCC ；所述電壓比較器U6的第1、2、4、5、6、7、9、10、11、12、13引腳懸空，第3引腳接VCC ；第 8引腳通過電阻R02與U7的第1引腳、U8的第1引腳相接，第12引腳接VEE，第14引腳通過二極管Dl與與U7的第1引腳、U8的第1引腳相接，通過電阻ROl接VCC ；所述模擬開關U7的第1引腳通過電阻R02接U6的第8引腳，第2引腳接VCC，第3引腳接VEE，第4引腳通過分數(shù)階積分單元接Ul的6引腳，第5引腳通過電容ClO接Ul的6 引腳，第8引腳接Ul的7引腳，第9引腳接U2的7引腳，第12引腳通過C20接U2的6弓丨腳，第13引腳通過分數(shù)階積分單元接U2的6引腳，第14引腳接VCC,H 15,16引腳接地； 所述模擬開關U8的第1引腳通過電阻R02接U6的第8引腳，第2引腳接VCC，第3引腳接VEE，第4引腳通過分數(shù)階積分單元接U2的9引腳，第5引腳通過電容C30接U2的9 引腳，第8引腳接U2的8引腳，第14引腳接VCC,H 15,16引腳接地。
2. 一種實現(xiàn)整數(shù)階和分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的電路，其特征是在于，包括運算放大器U1、U2、U3與乘法器U4、TO及電壓比較器U6和模擬開關U7、U8組成，所述運算放大器Ul 連接電壓比較器U6，模擬開關U7、U8，乘法器U4、TO，所述電壓比較器U6連接模擬開關U7、 U8，所述乘法器U4連接運算放大器U2，所述運算放大器U2連接模擬開關U7，所述乘法器U5 連接運算放大器U3，所述運算放大器U3連接模擬開關U8 ；所述運算放大器Ul的第1引腳通過電阻Rx與第2引腳相接，通過電阻Rl與Ul的第 6引腳相接，第3、5、10、12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻 Rcll與電容Cll的并聯(lián)后，再接Rcl2與電容C12的并聯(lián)，又接Rcl3與電容C13的并聯(lián)后， 與U7第4引腳相接，通過電容ClO與U7的第5引腳相接，第7引腳與U6的第9引腳相接， 與U4的第1引腳相接，與U7的第9引腳相接，與U5的第1，3引腳相接，通過電阻R22與U2 第2引腳相接，第8引腳通過電阻R25與Ul第9引腳相接，第9引腳通過電阻RM和電位器R12與Ul第2引腳相接，通過電阻RM和電位器R23與U2第2引腳相接，通過電阻RM 與U7第10引腳相接，第13引腳通過電阻R13與Ul第7引腳相接，通過電阻R14與Ul第 14引腳相接，與U4的第1引腳相接，與U7的第8引腳相接，與TO的第1引腳、第3引腳相接，第14引腳通過電位器Rll與Ul第2引腳相接；所述運算放大器U2的第1引腳通過電阻Ry與第2引腳相接，通過電阻R2與U2的第 6引腳相接，第3、5、10、12引腳接地，第4引腳接VCC，第11引腳接VEE，第6引腳先接電阻 Rc21與電容C21的并聯(lián)后，再接Rc22與電容C22的并聯(lián)，又接Rc23與電容C23的并聯(lián)后， 與U7第13引腳相接，，通過電容C20與U7的第12引腳相接，第7引腳與U7第9引腳相接，第8引腳與U8的第8引腳相接，第9引腳先接電阻Rc33與電容C33的并聯(lián)，再接Rc32 與電容C32的并聯(lián)，又接Rc31與電容C31的并聯(lián)后，與U8第4引腳相接，，通過電容C30與 U8的第5引腳相接，第13引腳通過電阻R33與U4第3引腳相接，通過電阻R33與U8第8 引腳相接，通過電阻R34與U2第14引腳相接，第14引腳接U4的第3引腳，通過電位器R32 與U3第2引腳相接；所述運算放大器U3第1引腳通過電阻Rz與第2引腳相接，通過電阻R31與U2的第9 引腳相接，U3第2引腳通過R32接U2的14引腳，第3引腳接地，第4引腳接VCC，第5、6、 7、8、9、10、12、13、14 均懸空，第 11 引腳接 VEE ；所述乘法器U4的第1引腳接Ul的第7引腳，第3引腳接U2的第14引腳，第2、4、6引腳均接地，第5引腳接VEE,H 7引腳接通過電阻R21接U2的第2引腳，第8引腳接VCC ； 所述乘法器U5的第1、3引腳接Ul的第7引腳，第2、4、6引腳均接地，第5引腳接VEE， 第7引腳接通過電阻R31接U3的第2引腳，第8引腳接VCC ；所述電壓比較器U6的第1、2、4、5、6、7、9、10、11、12、13引腳懸空，第3引腳接VCC;第 8引腳通過電阻R02與U7的第1引腳、U8的第1引腳相接，第12引腳接VEE，第14引腳通過二極管Dl與與U7的第1引腳、U8的第1引腳相接，通過電阻ROl接VCC ；所述模擬開關U7的第1引腳通過電阻R02接U6的第8引腳，第2引腳接VCC，第3引腳接VEE，第4引腳通過分數(shù)階積分單元接Ul的6引腳，第5引腳通過電容ClO接Ul的6 引腳，第8引腳接Ul的7引腳，第9引腳接U2的7引腳，第12引腳通過C20接U2的6弓丨腳，第13引腳通過分數(shù)階積分單元接U2的6引腳，第14引腳接VCC,H 15,16引腳接地； 所述模擬開關U8的第1引腳通過電阻R02接U6的第8引腳，第2引腳接VCC，第3引腳接VEE，第4引腳通過分數(shù)階積分單元接U2的9引腳，第5引腳通過電容C30接U2的9 引腳，第8引腳接U2的8引腳，第14引腳接VCC,H 15,16引腳接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種整數(shù)階與分數(shù)階自動切換混沌系統(tǒng)的構造及模擬電路實現(xiàn)方法，包括由整數(shù)階混沌與分數(shù)階混沌系統(tǒng)組成一個自動切換系統(tǒng)，并利用模擬電路實現(xiàn)了這個自動切換混沌系統(tǒng)，本發(fā)明利用模擬電路實現(xiàn)了整數(shù)階與分數(shù)階混沌系統(tǒng)的自動切換，整數(shù)階與分數(shù)階自動切換的混沌系統(tǒng)比整數(shù)階混沌系統(tǒng)、分數(shù)階混沌系統(tǒng)及自動切換系統(tǒng)都復雜，集中了三者的優(yōu)越性，本發(fā)明所提出的系統(tǒng)在基于混沌的保密通信及信號檢測中具有重要的意義，有很好的應用前景。
文檔編號H03K19/00GK102497263SQ20111036641
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者張成亮, 杜玉杰, 王忠林 申請人:濱州學院