论文题目: 混沌同步的智能控制和保密通信研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 控制理论与控制工程
作者: 张社
导师: 翁贻方
关键词: 混沌同步,智能控制,线性矩阵不等式法,保密
文献来源: 北京工商大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文旨在用智能控制的理论和方法设计特性良好的混沌同步控制方案,并基于DSP进行混沌同步语音保密通信的研究。首先简要分析了现有混沌同步的主要智能控制方案和混沌同步用于保密通信的研究进展状况,指出目前用于混沌同步的主要智能控制方案从控制策略的角度讲多属于微扰反馈控制,并将其归纳为几个主要的发展方向。在此基础上,分别对遗传算法、模糊控制、T-S模糊模型在混沌同步控制中的应用进行了研究。用遗传算法对一类同步控制器参数进行了优化,利用遗传算法强大的并行搜索能力,选取合理的适应度函数,寻得使同步效果明显改进的控制参数;针对连续变量反馈同步法(CVFS)中反馈系数整定的困难,提出将其模糊化的思想,根据已有的经验,设计模糊控制器对其进行实时改变,取得了较好的同步效果;用T-S模糊模型描述混沌系统,推导出两同构混沌系统的误差状态方程,采用并行分配补偿(PDC)法确定同步控制器结构,将同步系统的稳定性约束条件归结为一个求解线性矩阵不等式(LMI)的问题,由此构造出一种结构简单、便于实现的同步控制器。最后基于DSP进行了混沌同步在语音保密通信中的应用研究,设计了混沌频谱的改进方法,使改进后的频谱特性完全符合掩盖语音信号的要求。采用TI提供的TMS320C5402 DSK应用板构建了单工的混沌语音保密通信系统,完成了语音信号的实时采集、加密、传输、解密和播放的软件设计,并针对发送端与接收端DSK核心处理芯片存在晶振偏差所引起的同步误差积累问题提出了“定时强制”同步法,将同步误差稳定控制在一定范围之内,保证了语音通信的质量。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 混沌控制与同步的研究现状
1.2 智能控制的最新进展
1.3 智能控制在混沌控制与同步中的应用现状
1.4 混沌保密通信研究进展
1.5 本课题的研究目的和意义
1.6 本论文的主要内容
第二章 遗传算法在混沌同步控制中的应用研究
2.1 遗传算法简介
2.1.1 遗传算法的研究历史、现状及主要特点
2.1.2 遗传算法在控制领域中的应用
2.2 四神经元CNN 混沌系统的T-S 模糊模型
2.2.1 非线性系统的T-S 模糊模型
2.2.2 四神经元CNN 混沌系统T-S 模糊模型的建立
2.3 基于T-S 模糊模型的CNN 混沌系统同步控制
2.3.1 同步控制问题的描述
2.3.2 混沌同步的实现
2.4 遗传算法在混沌同步控制中的应用
2.4.1 用遗传算法对同步控制器进行参数优化
2.4.2 仿真实验
2.5 结论
第三章 基于连续变量反馈法的混沌系统模糊同步控制
3.1 混沌系统的CVFS 同步法及其存在的问题
3.1.1 CVFS 法的提出
3.1.2 CVFS 法存在的问题
3.2 用模糊控制的方法解决CVFS 法存在问题的基本思想
3.2.1 模糊控制理论的研究历史和现状
3.2.2 模糊控制的基本原理
3.2.3 用模糊控制理论解决CVFS 法存在问题的基本思想
3.3 模糊控制器的设计
3.3.1 模糊控制器输入输出量的确定
3.3.2 模糊控制器隶属度函数的确定
3.3.3 控制规则的确立
3.4 基于CVFS 法的混沌系统模糊同步控制仿真实验
3.4.1 对单变量进行同步控制的仿真实验
3.4.2 对多变量进行同步控制的仿真实验
3.4.3 实验结果分析
3.5 结论
第四章 基于 T-S 模糊模型和 LMI 法的混沌同步控制
4.1 LMI 法及其在控制理论中的应用
4.1.1 LMI 及 LMI 问题
4.1.2 LMI 法的研究历史及现状
4.1.3 目前求解LMI 问题的常用算法及软件
4.2 用LMI 法设计混沌同步控制器
4.2.1 混沌同步控制问题的描述
4.2.2 同步控制器的设计
4.2.3 仿真实验
4.3 同步性能分析及结论
第五章 基于 DSP 的混沌语音实时保密通信研究
5.1 用TMS320C5402 DSK 构建混沌语音保密通信系统
5.1.1 DSP 芯片概述
5.1.2 DSP 在保密通信中的应用
5.1.3 TMS320C5402 DSK 简介
5.1.4 基于TMS320C5402 DSK 的混沌语音保密通信系统的构建
5.2 混沌语音保密通信方法设计
5.2.1 同步方法
5.2.2 加密/解密方法
5.2.3 混沌信号的预处理
5.3 DSP 软件设计
5.3.1 设计思想
5.3.2 主要软件模块和具体流程
5.3.3 定时强制同步法
5.4 实验结果及性能分析
5.4.1 实验结果分析
5.4.2 实验误差分析
5.4.3 安全性分析
5.5 存在的问题及启示
5.5.1 硬件选择的不足和改进思想
5.5.2 同步方法的缺点和改进思想
第六章 结束语
参考文献
附录1 第二章遗传算法主程序
附录2 第三章用四阶龙格-库塔法求LORENZ 同步时间程序
附录3 第四章求解LMI 的MATLAB 程序
附录4 TMS320VC5402 DSK 上与音频模拟接口的连接图
在学期间发表的论文
致谢
发布时间: 2007-03-08
参考文献
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