基于混沌理论的测量电路

论文摘要

混沌理论作为非线性科学研究的核心内容,有其重要的理论和实际意义。应用混沌进行测量则是一种比较新的信号测量方法。近二十年来,人们在混沌理论的探讨和混沌工程应用等方面均取得了可喜的研究成果。本文基于混沌在国内外研究的基础上,广泛吸取了各领域对混沌理论的深刻理解和研究成果,并对混沌的特性做了系统的分析,针对混沌在测量领域、通讯领域、哲学领域等方面的应用做了简要的介绍,从而揭示了混沌在实际应用中的重要性及其所具有的美好前景。 本文对基于混沌理论的Duffing电路模型和耦合Duffing电路模型进行了详细分析,并采用符号动力学方法的描述,降低了混沌测量系统的复杂性。同时,给出了恒压式、恒流式两个基本混沌测量电路的设计方法,分析了两个测量电路的工作原理,以及参数和温度敏感性对混沌测量电路产生的影响,并对恒流式混沌测量电路进行了仿真实验。 通过仿真分析,可知恒流式混沌测量电路具有两个重要特性:参数敏感性和初值敏感性。当系统的结构参数发生变化时,系统的输出状态也会随着发生变化;同时,当系统结构参数稳定时,初值的微小变化是由混沌系统的敏感元件随被测参数变化而引起的,此时轨迹之间的巨大差异就能直接反映被测量的大小。并且该测量电路具有误差小、线性度高、简单灵活、所需设备少等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 混沌学概述
• 1.1.1 混沌学的发展历史
• 1.1.2 混沌的定义
• 1.1.3 混沌学中涉及的几个基本概念
• 1.1.4 混沌的基本特性
• 1.1.5 混沌现象的判断方法
• 1.2 国内外混沌理论研究的现状
• 1.2.1 混沌同步的应用
• 1.2.2 混沌控制的应用
• 1.2.3 混沌背景下的弱信号检测
• 1.3 国内外混沌理论在测量方向的应用现状
• 1.3.1 基于 Duffing振子的检测技术
• 1.3.2 基于混沌遗传算法的图像匹配
• 1.3.3 利用混沌周期解提高测量灵敏度算法
• 1.3.4 基于奇异谱分析的混沌序列降噪
• 1.3.5 基于混沌系统的测量方法
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 基于混沌的电路模型和测量原理
• 2.1 基于混沌理论的电路模型
• 2.1.1 电路模型
• 2.1.2 系统分析手段
• 2.2 基于混沌理论的测量原理
• 2.2.1 混沌测量系统的数学模型
• 2.2.2 模型的符号动力学
• 2.2.3 轨道模型的映射关系
• 2.2.4 基于混沌系统测量的必要条件
• 2.3 本章小结
• 第3章 恒压式混沌测量电路分析
• 3.1 恒压式混沌测量电路
• 3.2 电路参数对测量的影响
• 3.3 本章小结
• 第4章 恒流式混沌测量电路仿真分析
• 4.1 恒流式混沌电路分析
• 4.1.1 恒流式混沌电路
• 4.1.2 电路的非线性动力学分析
• 4.1.3 电路的温度特性分析
• 4.2 恒流式混沌测量电路仿真分析
• 4.2.1 仿真结果分析
• 4.2.2 线性度分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历