专利名称：一种实现整数阶与分数阶自动切换混沌系统的方法及模拟电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用模拟电路实现整数阶与分数阶自动切换混沌系统的方法，具体地讲，涉及一种实现整数阶与分数阶自动切换混沌系统的方法及模拟电路。
背景技术：
用模拟电路实现整数阶混沌系统的方法文献中有较多的报道，用模拟电路实现分数阶混沌系统的方法文献中也有报道，实现自动切换混沌系统的方法与电路文献也有报道，但用模拟电路实现整数阶与分数阶的自动切换混沌系统方法及电路却未见报道，因为整数阶与分数阶自动切换的混沌系统比整数阶混沌系统、分数阶混沌系统及自动切换系统都复杂，集中了三者的优越性，因此，提出一种整数阶与分数阶自动切换混沌系统的设计方法，并用模拟电路实现这种混沌系统，对于这种混沌系统的应用具有重要的意义。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种整数阶与分数阶自动切换混沌系统的方法及模拟电路。
本发明采用如下技术手段实现发明目的
1、一种实现整数阶与分数阶自动切换混沌系统的方法，其特征是在于，包括以下步骤
(1)根据整数阶混沌系统i为
权利要求
1. 一种实现整数阶和分数阶自动切换混沌系统的方法，其特征是在于，包括以下步骤(1)根据整数阶混沌系统i为 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)根据分数阶混沌系统ii为 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)构造一个选择函数系统iii将混沌系统i和ii组成一个新的整数阶和分数阶自动切换混沌系统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)按照混沌系统iii和iv构造模拟电路系统，利用电压比较器TO获得模拟的高低电平，χ > = 0和χ < 0，作为选择函数的输入，利用模拟开关U7和U8实现整数阶积分和分数阶积分的交替输出，利用运算放大器Ul、U2、U3以及乘法器U4、TO得到整数阶和分数自动切换混沌系统的模拟电路。所述运算放大器Ul、U2、U3采用LF347，乘法器U4、U5采用 AD633JN,，电压比较器U6采用LM339，模拟开关U7、U8采用CD4052 ；所述运算放大器Ul连接电压比较器TO，模拟开关U7、U8，乘法器U4、U5，所述电压比较器U6连接模拟开关U7、U8，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述运算放大器U2连接模拟开关U7，所述乘法器U5连接运算放大器U3，所述运算放大器U3连接模拟开关U8 ；所述运算放大器Ul的第1引脚通过电阻Rx与第2引脚相接，通过电阻Rl与Ul的第 6引脚相接，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚先接电阻 Rcll与电容Cll的并联后，再接Rcl2与电容C12的并联，又接Rcl3与电容C13的并联后， 与U7第4引脚相接，通过电容ClO与U7的第5引脚相接，第7引脚与U6的第9引脚相接， 与U4的第1引脚相接，与U7的第9引脚相接，与U5的第1，3引脚相接，通过电阻R22与U2 第2引脚相接，第8引脚通过电阻R25与Ul第9引脚相接，第9引脚通过电阻RM和电位器R12与Ul第2引脚相接，通过电阻RM和电位器R23与U2第2引脚相接，通过电阻RM 与U7第10引脚相接，第13引脚通过电阻R13与Ul第7引脚相接，通过电阻R14与Ul第 14引脚相接，与U4的第1引脚相接，与U7的第8引脚相接，与TO的第1引脚、第3引脚相接，第14引脚通过电位器Rll与Ul第2引脚相接；所述运算放大器U2的第1引脚通过电阻Ry与第2引脚相接，通过电阻R2与U2的第 6引脚相接，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚先接电阻Rc21与电容C21的并联后，再接Rc22与电容C22的并联，又接Rc23与电容C23的并联后， 与U7第13引脚相接，，通过电容C20与U7的第12引脚相接，第7引脚与U7第9引脚相接，第8引脚与U8的第8引脚相接，第9引脚先接电阻Rc33与电容C33的并联，再接Rc32 与电容C32的并联，又接Rc31与电容C31的并联后，与U8第4引脚相接，，通过电容C30与 U8的第5引脚相接，第13引脚通过电阻R33与U4第3引脚相接，通过电阻R33与U8第8 引脚相接，通过电阻R34与U2第14引脚相接，第14引脚接U4的第3引脚，通过电位器R32 与U3第2引脚相接；所述运算放大器U3第1引脚通过电阻Rz与第2引脚相接，通过电阻R31与U2的第9 引脚相接，U3第2引脚通过R32接U2的14引脚，第3引脚接地，第4引脚接VCC,第5、6、 7、8、9、10、12、13、14 均悬空，第 11 引脚接 VEE ；所述乘法器U4的第1引脚接Ul的第7引脚，第3引脚接U2的第14引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE,H 7引脚接通过电阻R21接U2的第2引脚，第8引脚接VCC ； 所述乘法器U5的第1、3引脚接Ul的第7引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE, 第7引脚接通过电阻R31接U3的第2引脚，第8引脚接VCC ；所述电压比较器U6的第1、2、4、5、6、7、9、10、11、12、13引脚悬空，第3引脚接VCC ；第 8引脚通过电阻R02与U7的第1引脚、U8的第1引脚相接，第12引脚接VEE，第14引脚通过二极管Dl与与U7的第1引脚、U8的第1引脚相接，通过电阻ROl接VCC ；所述模拟开关U7的第1引脚通过电阻R02接U6的第8引脚，第2引脚接VCC，第3引脚接VEE，第4引脚通过分数阶积分单元接Ul的6引脚，第5引脚通过电容ClO接Ul的6 引脚，第8引脚接Ul的7引脚，第9引脚接U2的7引脚，第12引脚通过C20接U2的6弓丨脚，第13引脚通过分数阶积分单元接U2的6引脚，第14引脚接VCC,H 15,16引脚接地； 所述模拟开关U8的第1引脚通过电阻R02接U6的第8引脚，第2引脚接VCC，第3引脚接VEE，第4引脚通过分数阶积分单元接U2的9引脚，第5引脚通过电容C30接U2的9 引脚，第8引脚接U2的8引脚，第14引脚接VCC,H 15,16引脚接地。
2. 一种实现整数阶和分数阶自动切换混沌系统的电路，其特征是在于，包括运算放大器U1、U2、U3与乘法器U4、TO及电压比较器U6和模拟开关U7、U8组成，所述运算放大器Ul 连接电压比较器U6，模拟开关U7、U8，乘法器U4、TO，所述电压比较器U6连接模拟开关U7、 U8，所述乘法器U4连接运算放大器U2，所述运算放大器U2连接模拟开关U7，所述乘法器U5 连接运算放大器U3，所述运算放大器U3连接模拟开关U8 ；所述运算放大器Ul的第1引脚通过电阻Rx与第2引脚相接，通过电阻Rl与Ul的第 6引脚相接，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚先接电阻 Rcll与电容Cll的并联后，再接Rcl2与电容C12的并联，又接Rcl3与电容C13的并联后， 与U7第4引脚相接，通过电容ClO与U7的第5引脚相接，第7引脚与U6的第9引脚相接， 与U4的第1引脚相接，与U7的第9引脚相接，与U5的第1，3引脚相接，通过电阻R22与U2 第2引脚相接，第8引脚通过电阻R25与Ul第9引脚相接，第9引脚通过电阻RM和电位器R12与Ul第2引脚相接，通过电阻RM和电位器R23与U2第2引脚相接，通过电阻RM 与U7第10引脚相接，第13引脚通过电阻R13与Ul第7引脚相接，通过电阻R14与Ul第 14引脚相接，与U4的第1引脚相接，与U7的第8引脚相接，与TO的第1引脚、第3引脚相接，第14引脚通过电位器Rll与Ul第2引脚相接；所述运算放大器U2的第1引脚通过电阻Ry与第2引脚相接，通过电阻R2与U2的第 6引脚相接，第3、5、10、12引脚接地，第4引脚接VCC，第11引脚接VEE，第6引脚先接电阻 Rc21与电容C21的并联后，再接Rc22与电容C22的并联，又接Rc23与电容C23的并联后， 与U7第13引脚相接，，通过电容C20与U7的第12引脚相接，第7引脚与U7第9引脚相接，第8引脚与U8的第8引脚相接，第9引脚先接电阻Rc33与电容C33的并联，再接Rc32 与电容C32的并联，又接Rc31与电容C31的并联后，与U8第4引脚相接，，通过电容C30与 U8的第5引脚相接，第13引脚通过电阻R33与U4第3引脚相接，通过电阻R33与U8第8 引脚相接，通过电阻R34与U2第14引脚相接，第14引脚接U4的第3引脚，通过电位器R32 与U3第2引脚相接；所述运算放大器U3第1引脚通过电阻Rz与第2引脚相接，通过电阻R31与U2的第9 引脚相接，U3第2引脚通过R32接U2的14引脚，第3引脚接地，第4引脚接VCC，第5、6、 7、8、9、10、12、13、14 均悬空，第 11 引脚接 VEE ；所述乘法器U4的第1引脚接Ul的第7引脚，第3引脚接U2的第14引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE,H 7引脚接通过电阻R21接U2的第2引脚，第8引脚接VCC ； 所述乘法器U5的第1、3引脚接Ul的第7引脚，第2、4、6引脚均接地，第5引脚接VEE， 第7引脚接通过电阻R31接U3的第2引脚，第8引脚接VCC ；所述电压比较器U6的第1、2、4、5、6、7、9、10、11、12、13引脚悬空，第3引脚接VCC;第 8引脚通过电阻R02与U7的第1引脚、U8的第1引脚相接，第12引脚接VEE，第14引脚通过二极管Dl与与U7的第1引脚、U8的第1引脚相接，通过电阻ROl接VCC ；所述模拟开关U7的第1引脚通过电阻R02接U6的第8引脚，第2引脚接VCC，第3引脚接VEE，第4引脚通过分数阶积分单元接Ul的6引脚，第5引脚通过电容ClO接Ul的6 引脚，第8引脚接Ul的7引脚，第9引脚接U2的7引脚，第12引脚通过C20接U2的6弓丨脚，第13引脚通过分数阶积分单元接U2的6引脚，第14引脚接VCC,H 15,16引脚接地； 所述模拟开关U8的第1引脚通过电阻R02接U6的第8引脚，第2引脚接VCC，第3引脚接VEE，第4引脚通过分数阶积分单元接U2的9引脚，第5引脚通过电容C30接U2的9 引脚，第8引脚接U2的8引脚，第14引脚接VCC,H 15,16引脚接地。
全文摘要
本发明公开了一种整数阶与分数阶自动切换混沌系统的构造及模拟电路实现方法，包括由整数阶混沌与分数阶混沌系统组成一个自动切换系统，并利用模拟电路实现了这个自动切换混沌系统，本发明利用模拟电路实现了整数阶与分数阶混沌系统的自动切换，整数阶与分数阶自动切换的混沌系统比整数阶混沌系统、分数阶混沌系统及自动切换系统都复杂，集中了三者的优越性，本发明所提出的系统在基于混沌的保密通信及信号检测中具有重要的意义，有很好的应用前景。
文档编号H03K19/00GK102497263SQ20111036641
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者张成亮, 杜玉杰, 王忠林 申请人:滨州学院