混沌系統(tǒng)與混沌電路

內(nèi)容概要

　　禹思敏的這本《混沌系統(tǒng)與混沌電路——原理設(shè)計(jì)及其在通信中的應(yīng)用》分基礎(chǔ)篇和應(yīng)用篇兩大部分，共33章?；A(chǔ)篇包括第1～9章，應(yīng)用篇包括第10～33章。全書從基本內(nèi)容劃分，也可以概括為三部分。第一部分為第1～9章，包括混沌的基本概念及研究?jī)?nèi)容與方法，離散動(dòng)力系統(tǒng)初步，拋物線映射，常微分方程基本理論，馬蹄映射、Shilnikov定理與Melnikov方法簡(jiǎn)介，連續(xù)時(shí)間混沌系統(tǒng)，混沌吸引子的刻畫，分形與分維，幾種混沌同步方案與混沌保密通信制式。第二部分為第10～26章，包括連續(xù)時(shí)間混沌系統(tǒng)的離散化及其算法，混沌基本單元與非線性函數(shù)產(chǎn)生電路，混沌電路的模塊化設(shè)計(jì)，多渦卷與多翅膀混沌系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)與建模方法，三階和四階多渦卷Chua電路，用多項(xiàng)式產(chǎn)生三渦卷Chua電路，正余弦倍角與分段函數(shù)法的多渦卷變形Chua電路，網(wǎng)格多渦卷Chua電路，超混沌多渦卷MCK系統(tǒng)，多折疊環(huán)面系統(tǒng)，多方向分布網(wǎng)格多環(huán)面系統(tǒng)，多渦卷廣義Jerk電路，多方向分布網(wǎng)格多渦卷混沌電路，環(huán)狀多翅膀廣義Lorenz系統(tǒng)族，嵌套多翅膀廣義Lorenz系統(tǒng)族，四階Colpitts混沌振蕩器，一個(gè)五階超混沌電路。第三部分為第27～33章，包括混沌模擬通信系統(tǒng)，用DSP技術(shù)產(chǎn)生混沌信號(hào)與實(shí)現(xiàn)混沌數(shù)字通信，DSP技術(shù)平臺(tái)的混沌無線數(shù)字通信，用FPGA的DSPBUILDER技術(shù)產(chǎn)生混沌信號(hào)，IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)與FPGA技術(shù)的混沌產(chǎn)生器及混沌數(shù)字通信，F(xiàn)PGA嵌入式以太網(wǎng)傳輸數(shù)字圖像混沌保密通信。
　　《混沌系統(tǒng)與混沌電路——原理設(shè)計(jì)及其在通信中的應(yīng)用》的基礎(chǔ)篇可作為電路與系統(tǒng)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)的研究生教材或教學(xué)參考書，應(yīng)用篇可供自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域中的高校教師和研究人員參考。

作者簡(jiǎn)介

禹思敏，1957年5月出生，博士，廣東工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，“控制科學(xué)與工程”、“電子科學(xué)技術(shù)”學(xué)術(shù)帶頭人，兼任香港城市大學(xué)混沌與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)研究中心協(xié)作成員以及IEEE Transactions on Circuits and Systems、IJBC、Chinese Physics Letters、Chinese Physics、《物理學(xué)報(bào)》、《控制理論與應(yīng)用》、《電子與信息學(xué)報(bào)》、《通信學(xué)報(bào)》等國內(nèi)外期刊審稿專家和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目通信評(píng)議專家。2001年畢業(yè)于華南理工大學(xué)電路與系統(tǒng)專業(yè)，獲博士學(xué)位。2006年3月應(yīng)邀訪問香港城市大學(xué)混沌與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)研究中心，2005年9月至2009年7月三次應(yīng)邀訪問中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院。作為主要完成人，獲2007年度教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱為幾類典型復(fù)雜系統(tǒng)的建模、分析與應(yīng)用。正式授權(quán)國家發(fā)明專利5項(xiàng)。近年來主持國家和廣東省自然科學(xué)基金以及縱向科研項(xiàng)目共10項(xiàng)，其中主持國家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、廣東省自然科學(xué)基金3項(xiàng)、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)。廣東省自然科學(xué)基金研究團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目核心成員。在IEEETCAS、Chaos、IJCTA、PLA、IJBC、CSF、《中國科學(xué)》、《物理學(xué)報(bào)》、Chinese Physics、IJMPB、Physica A、《電子與信息學(xué)報(bào)》、《通信學(xué)報(bào)》等國內(nèi)外期刊和會(huì)議上發(fā)表論文80多篇，其中在IEEE TCAS上發(fā)表期刊論文5篇，在國內(nèi)外著名SCI刊物上發(fā)表期刊論文40多篇。在多渦卷與多翅膀混沌系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其電路實(shí)現(xiàn)、混沌保密通信及其DSP與FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的反控制等方面得出了一系列深刻結(jié)果。

書籍目錄

基礎(chǔ)篇
　第1章　混沌的基本概念及研究?jī)?nèi)容與方法
　第2章　離散動(dòng)力系統(tǒng)初步
　第3章　拋物線映射
　第4章　常微分方程基本理論
　第5章　馬蹄映射、Shilnikov定理與Melnikov方法簡(jiǎn)介
　第6章　連續(xù)時(shí)間混沌系統(tǒng)
　第7章　混沌吸引子的刻畫
　第8章　分形與分維
　第9章　幾種混沌同步方案與混沌保密通信制式
應(yīng)用篇
　第10章　連續(xù)時(shí)間混沌系統(tǒng)的離散化及其算法
　第11章　混沌基本單元與非線性函數(shù)產(chǎn)生電路
　第12章　混沌電路的模塊化設(shè)計(jì)
　第13章　多渦卷與多翅膀混沌系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)與建模方法
　第14章　三階和四階多渦卷Chua電路
　第15章　用多項(xiàng)式產(chǎn)生三渦卷的Chua電路
　第16章　正余弦倍角與分段函數(shù)法的多渦卷變形Chua電路
　第17章　網(wǎng)格多渦卷Chua電路
　第18章　超混沌多渦卷MCK系統(tǒng)
　第19章　多折疊環(huán)面系統(tǒng)
　第20章　多方向分布網(wǎng)格多環(huán)面系統(tǒng)
　第21章　多渦卷廣義Jerk電路
　第22章　多方向分布網(wǎng)格多渦卷混沌電路
　第23章　環(huán)狀多翅膀廣義Lorenz系統(tǒng)族
　第24章　嵌套多翅膀廣義Lorenz系統(tǒng)族
　第25章　四階Colpitts混沌振蕩器
　第26章　一個(gè)五階超混沌電路
　第27章　混沌模擬通信系統(tǒng)
　第28章　用DSP技術(shù)產(chǎn)生混沌信號(hào)與實(shí)現(xiàn)混沌數(shù)字通信
　第29章　DSP技術(shù)平臺(tái)的混沌無線數(shù)字通信
　第30章　用FPGA的DSPBUILDER技術(shù)產(chǎn)生混沌信號(hào)
　第31章　IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)與FPGA技術(shù)的混沌信號(hào)產(chǎn)生器
　第32章　IEEE-754標(biāo)準(zhǔn)與FPGA技術(shù)的混沌數(shù)字通信
　第33章　FPGA嵌入式以太網(wǎng)傳輸數(shù)字圖像混沌保密通信
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：在混沌現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后的一段時(shí)期內(nèi)，由于對(duì)混沌機(jī)理的認(rèn)識(shí)不充分，人們往往把混沌與無序、混沌與隨機(jī)性混為一談，認(rèn)為混沌就是無序，混沌就是隨機(jī)性。如果按照這種觀點(diǎn)，就會(huì)得出世界的本質(zhì)是隨機(jī)性的這一結(jié)論，這顯然是不符合實(shí)際的?；煦缋碚摪鸦煦绾碗S機(jī)性的聯(lián)系及本質(zhì)特征區(qū)別開來，引入了“外在隨機(jī)性”和“確定性系統(tǒng)中的內(nèi)在隨機(jī)性”等重要概念?；煦缋碚摰倪@種辯證的思維模式豐富和發(fā)展了人們的自然觀和認(rèn)識(shí)論，是人類科學(xué)史上的一個(gè)重大貢獻(xiàn)。按照傳統(tǒng)的思維方式，自然界的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)分為兩類：一類是確定性的，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以用確定性方程描述；另一類是隨機(jī)性的，其運(yùn)動(dòng)形式無法用確定性方程描述。這一分類法曾長期統(tǒng)治了人們的思想，導(dǎo)致人們誤認(rèn)為，對(duì)于確定性系統(tǒng)，只要給定了足夠精確的初始條件，則其后乃至無窮長時(shí)間的狀態(tài)都可由系統(tǒng)的方程獲得同樣精確的預(yù)報(bào)。但是，混沌現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，迫使人們改變了這種觀念。因?yàn)榛煦邕\(yùn)動(dòng)雖然可以用確定性方程描述，但其長期行為卻表現(xiàn)出很明顯的隨機(jī)性或不可預(yù)測(cè)性，也就是說，非線性的確定因果律可能導(dǎo)致隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。于是人們又聯(lián)想到：混沌與隨機(jī)性是否屬于同一類現(xiàn)象？二者有何區(qū)別和聯(lián)系？對(duì)這些問題的理解程度，將影響到認(rèn)識(shí)和解釋許多自然現(xiàn)象。隨機(jī)過程反映了動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中的一種復(fù)雜行為，動(dòng)力學(xué)變量在這種過程中任意時(shí)刻的取值是隨機(jī)的，人們無法根據(jù)隨機(jī)系統(tǒng)的初始條件來預(yù)測(cè)其未來時(shí)刻的狀態(tài)。即使在相同的初始條件下，其未來的狀態(tài)也可能完全不一樣。而混沌現(xiàn)象是指自然界客觀存在的一種運(yùn)動(dòng)形式。對(duì)于混沌動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)其參數(shù)的過程將呈現(xiàn)出各種周期性、擬周期性和非周期性運(yùn)動(dòng)。從理論上講，只要描述混沌系統(tǒng)的確定性方程滿足解的存在與唯一性條件，那么，系統(tǒng)未來的狀態(tài)就完全確定了。但是，由于人們事實(shí)上無法保證初始條件的取值是完全精確的，所以未來的狀態(tài)也只能是有限精度的。正因?yàn)槿绱?，混沌運(yùn)動(dòng)具有“確定性系統(tǒng)的內(nèi)在隨機(jī)性”。而隨機(jī)性則是完全無序的或作完全無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此體現(xiàn)出一種“外在的隨機(jī)性”?！皟?nèi)在隨機(jī)性”與“外在隨機(jī)性”是區(qū)別混沌運(yùn)動(dòng)與隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的最本質(zhì)的特征，是人類認(rèn)識(shí)論上的一次新的飛躍。隨著對(duì)混沌理論更深層次的研究，人們對(duì)混沌的認(rèn)識(shí)正在逐步深化。到目前為止，人們對(duì)混沌特征的理解主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：混沌是對(duì)初始值的敏感；混沌是拓?fù)鋫鬟f性以及周期點(diǎn)的稠密；混沌是內(nèi)在的隨機(jī)性；混沌是奇怪吸引子；混沌是拉面師的杰作，是拉伸與折疊的變換；混沌的簽名是分形；混沌是周期3；混沌是正的Lyapunov指數(shù)；混沌是拓?fù)潇卮笥诹悖换煦缡切畔⒅?，是信息的膨脹；混沌是局部的不穩(wěn)定和整體的穩(wěn)定；混沌是簡(jiǎn)單和復(fù)雜的統(tǒng)一?；煦缯谠S多方面改變著人們的自然觀：混沌是有序與無序的統(tǒng)一；混沌是確定性與概率性的統(tǒng)一；混沌是穩(wěn)定性與不穩(wěn)定性的統(tǒng)一；混沌是完全性與不完全性的統(tǒng)一；混沌是自相似性與非自相似性的統(tǒng)一；混沌是一個(gè)遵循辯證法規(guī)律的世界。完全可以預(yù)見，人們對(duì)混沌的這些認(rèn)識(shí)對(duì)21世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。不僅如此，混沌學(xué)對(duì)現(xiàn)代宇宙學(xué)說和基本粒子學(xué)說也有一定的影響。有些學(xué)者利用混沌理論對(duì)宇宙起源學(xué)說作出了如下解釋：按照大爆炸理論，早期的宇宙基本上處于一種熱平衡高溫高密度的“熱粥”狀態(tài)，即混沌狀態(tài)。在這種均勻而單調(diào)的狀態(tài)之中，在各種成分的混亂運(yùn)動(dòng)的表觀之下，可能包含著某種隱蔽的秩序。從原始混沌狀態(tài)出發(fā)，一步一步演化出不同層次的復(fù)雜多樣的結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生了現(xiàn)在的宇宙。

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《混沌系統(tǒng)與混沌電路:原理、設(shè)計(jì)及其在通信中的應(yīng)用》是由西安電子科技大學(xué)出版社出版的。

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