4所示。蔡的DSP实现系统隐藏的吸引子
由硬件电路实现混沌系统是最常见的方法来验证新混沌系统的设计,包括模拟电路和数字电路。模拟电路主要采用离散组件(
13)、集成电路(IC) [
40- - - - - -
42)设计方法,而数字电路主要采用FPGA (
43)和DSP (
44- - - - - -
46]。很难与离散组件设计和调试混沌电路,电路是笨重。使用IC设计混沌振荡器时,芯片面积大大减少,但IC的设计需要较高的芯片技术,和翅膀或卷轴的吸引子的数量很难控制。由于模拟电路不能准确地设定系统的初始状态,不能达到隐藏流动的计算的初始值。FPGA和DSP高速数据处理能力,可以通过软件编程实现各种处理算法(
47,
48),它可以方便地实现混沌系统的非线性特征与隐藏的吸引子。
4.1。混沌系统的实现
在本部分中,隐藏的混沌系统吸引子在DSP平台上实现。的工作原理框图如图
3。在实验中,德州仪器DSP设备TMS320F28335就业。它是一个32位DSP运行在150 MHz的浮点运算。这样一个高速时钟频率被认为是充分的。为了观察示波器上的吸引子相图,DSP的数字混沌序列生成转化为模拟信号。DAC8552,与双通道16位数模转换器,采用。它连接DSP通过SPI(串行外围接口)。
编程的流程图如图
4。在程序中,为了减少有限的计算精度的影响在数字电路中,所有的数据类型被定义为长两倍。DSP初始化后,我们设置初始条件,包括状态变量的初始值和系统参数。迭代计算开始根据初始值(<我t一个lic>
x我t一个lic>0年代ub>,<我t一个lic>
y我t一个lic>0年代ub>,<我t一个lic>
z我t一个lic>0年代ub>]。保持迭代不受数据处理的影响,有必要把每个迭代的结果到堆栈。数据处理包括两个步骤。首先,一个适当的正数被添加到所有的数据,以确保所有的数据都是大于零的。其次,所有的数据都是新和截断采用16位数模转换器的输出。
4.2。Runge-Kutta4 (RK4)算法
根据所需的迭代方程在图
4,我们使用RK4算法实现的迭代方程蔡系统隐藏的吸引子。RK4是龙格-库塔的导数的基本模型,用于解决常微分方程精度高,和大多已经证明自己优于其他解决方案。RK4算法表示为
(13)米米l:mtext>
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y我t一个lic>
我我t一个lic>和计算的值<我t一个lic>
k我t一个lic>1年代ub>,<我t一个lic>
k我t一个lic>2年代ub>,<我t一个lic>
k我t一个lic>3年代ub>,<我t一个lic>
k我t一个lic>4年代ub>,我们可以达到的价值<我t一个lic>
y我t一个lic>
我我t一个lic>+ 1年代ub>。三个方程的系统(
1)代入方程(
13)和三个状态变量(<我t一个lic>
x我t一个lic>,<我t一个lic>
y我t一个lic>,<我t一个lic>
z我t一个lic>)系统(
1)解决,分别是:
(14)米米l:mtext>
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4.3。使用DSP电路实现
我们设置<我t一个lic>
h我t一个lic>= 0.001,初始值<我t一个lic>
x我t一个lic>0年代ub>=(5.9 0.3720 -8.4291)和<我t一个lic>
x我t一个lic>00年代ub>=(5.9 0.3720 8.4291),当<我t一个lic>
一个我t一个lic>= 8.4562,<我t一个lic>
b我t一个lic>= 12.0732,<我t一个lic>
c我t一个lic>= 0.0052,<我t一个lic>
米我t一个lic>= -1.1468,<我t一个lic>
n我t一个lic>= -0.1768。该系统实现了DSP平台。图
5显示了DSP的硬件部分。随机系统的相图捕获示波器,如图
6。当<我t一个lic>
一个我t一个lic>= 8.4,<我t一个lic>
b我t一个lic>= 12.1,<我t一个lic>
c我t一个lic>= 0.005,<我t一个lic>
米我t一个lic>= -1.1,<我t一个lic>
n我t一个lic>= 0.1,其相图如图
7。它表明蔡系统与隐藏在DSP平台上实现成功引资者。
图7
由DSP实现隐藏的流动;初始值:-8.4291(5.9 - 0.3720)(红色)和8.4291(-5.9 - -0.3720)(绿色):(a)<我t一个lic>
x我t一个lic>- - - - - -<我t一个lic>
y我t一个lic>飞机;(b)<我t一个lic>
x我t一个lic>- - - - - -<我t一个lic>
z我t一个lic>飞机;(c)<我t一个lic>
y我t一个lic>- - - - - -<我t一个lic>
z我t一个lic>飞机。
(一)
(b)
(c)
从数据
5- - - - - -
7,观察到DSP电路可以产生两个隐藏的吸引子。