论文题目: 混沌同步控制及在保密通信中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电气工程
作者: 赵辽英
导师: 赵光宙
关键词: 混沌同步控制,混沌同步保密通信,状态观测器,黎卡提不等式,扩张状态观测器,非线性反馈控制,输出同步
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着计算机和各种通信网络的日益普及,保密通信已成为计算机通信、网络、应用数学、微电子学等有关学科的研究热点。混沌运动是一种确定性的非线性运动,它的运动轨迹非常复杂但又不完全随机。在许多情况下都可以观察到混沌运动的存在。混沌信号具有遍历性、非周期、连续宽带频谱、似噪声的特性,特别适合于保密通信和图像加密领域。因此,混沌通信是一个在21世纪大有发展前景的高新科技领域。 本论文研究的内容主要侧重于连续混沌动力学系统的同步控制及混沌同步保密通信的研究。针对连续混沌系统,采用状态观测器理论、求解线性矩阵不等式、扩张状态观测器结合非线性反馈控制、非线性反馈控制结合状态观测器等方法实现两个混沌系统的同步控制,用混沌调制和混沌掩盖等方法构造相应的混沌同步保密通信系统。本论文所作的工作包括以下几部分内容。 1.基于状态观测器的超混沌同步保密通信。介绍了一种新的信号加密和解密方法,用该方法,可以根据需要灵活的选取加密函数,而且可用混沌系统的多个状态变量来加密和解密,提高了保密性。分析了两种基于状态观测器的超混沌同步保密通信系统的原理。第一种,利用极点配置方法构造全维状态观测器作为同步接收系统,用混沌调制结合混沌掩盖实现保密通信。利用该方法,只需传输一个标量信号。第二种,构造降维状态观测器实现两个超混沌系统的高精度同步,用双通道实现混沌同步保密通信:一个通道传送混沌系统的输出信号实现高精度同步,另一个通道传送用混沌信号加密的信息信号。研究结果表明,文中的加密和解密方法在灵活性和保密性方面具有显著的优点。利用两种保密通信策略,信息信号能得到满意的传输,并且,双通道保密通信对噪声具有很强的鲁棒性。 2.基于Riccati不等式的混沌同步保密通信的研究。针对具有Lipschitz非线性函数的混沌系统,提出了一种基于Riccati不等式的混沌同步方法,并推广到一般的混沌系统。利用李雅普若夫稳定性理论,证明了混沌同步的问题可以转化为Riccati不等式的求解。利用最速下降法及自适应理论推导出了混沌系统中未知参数的估计公式。在此基础上,提出了一种基于参数估计的自适应混沌同步方法,针对混沌系统参数未知的情况,自适应估计系统参数,求Riccati不等式得到目标矩阵,使两个混沌系统同步。结合严格正实函数的概念,分析了实现混沌同步保密通信的条件,解决了一般的基于参数估计的自适应同步方法难以用于保密通信的问题。此外,利用误差方程的雅可比矩阵,求解使系统收敛的取值条件。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 混沌动力学系统
1.2.1 混沌运动的几个重要概念
1.2.2 混沌运动的基本特点
1.2.3 混沌系统的判断
1.3 混沌动力学系统的同步控制
1.3.1 混沌同步的概念
1.3.2 混沌同步的方法
1.4 混沌同步保密通信的主要技术
1.4.1 混沌遮掩
1.4.2 混沌开关技术
1.4.3 混沌调制
1.5 目前存在的问题及本文的立题依据
1.6 本文的主要研究内容
第二章 基于状态观测器的超混沌同步保密通信
2.1 信息信号的加密和解密
2.2 基于全维状态观测器的超混沌同步保密通信
2.2.1 基于全维状态观测器的超混沌同步设计
2.2.2 超混沌同步保密通信系统的原理
2.2.3 数值仿真
2.3 基于降维状态观测器的超混沌同步保密通信
2.3.1 基于降维状态观测器的超混沌同步设计
2.3.2 通道混沌同步保密通信系统的原理
2.3.3 仿真试验
2.3.4 噪声的影响
2.4 本章小结
第三章 基于Riccati不等式的混沌同步保密通信的研究
3.1 相关基础知识
3.1.1 线性矩阵不等式的特点
3.1.2 Lipschitz函数的概念
3.2 参数已知的混沌同步保密通信
3.2.1 混沌同步状态观测器设计
3.2.2 混沌同步保密通信系统的原理
3.2.3 仿真研究
3.3 参数不确定的混沌同步保密通信
3.3.1 不确定混沌系统参数辨识
3.3.2 混沌同步状态观测器设计
3.3.3 实现混沌同步通信的条件
3.3.4 收敛条件
3.3.5 参数不确定CHUA电路同步及保密通信仿真研究
3.4 本章小结
第四章 结构或参数失配的混沌同步控制及在保密通信中的应用
4.1 单输入单输出非线性系统的规范化描述及稳定性
4.2 非线性扩张状态观测器的原理及设计
4.2.1 非线性扩张状态观测器的一般形式
4.2.2 非线性扩张状态观测器的“参数动态确定法”设计
4.3 结构或参数失配的混沌同步方法
4.3.1 同步原理
4.3.2 仿真研究
4.4 结构或参数失配的混沌同步保密通信
4.4.1 双通道保密通信
4.4.2 混沌调制的单通道保密通信
4.5 本章小结
第五章 基于非线性反馈控制的混沌同步方法及在保密通信中的应用
5.1 混沌系统的同步问题描述
5.2 单输入单输出混沌系统的同步
5.2.1 系统状态可测时的混沌同步反馈控制器设计
5.2.2 系统状态不可测时的混沌同步反馈控制器设计
5.2.3 仿真研究
5.3 多输入多输出混沌系统的同步
5.3.1 多输入多输出非线性系统的规范化描述
5.3.2 同步反馈控制器设计
5.3.3 仿真研究
5.4 反馈同步保密通信
5.4.1 双通道反馈同步保密通信
5.4.2 反馈同步混沌调制保密通信
5.5 本章小结
第六章 结论
6.1 本文所做工作总结
6.1.1 基于状态观测器的超混沌同步保密通信
6.1.2 基于Riccati不等式的混沌同步保密通信的研究
6.1.3 结构或参数失配的混沌同步控制及在保密通信中的应用
6.1.4 基于非线性反馈控制的混沌同步方法及在保密通信中的应用
6.2 进一步的研究工作
参考文献
攻读博士学位期间发表及录用的论文
发布时间: 2005-07-14
参考文献
- [1].基于混沌系统相空间运动的保密通信研究[D]. 孙广明.哈尔滨理工大学2018
- [2].混沌系统的控制与同步及其在保密通信中的应用[D]. 姚明海.浙江大学2005
- [3].非线性理论在保密通信中的应用研究[D]. 王大虎.北京交通大学2007
- [4].混沌在时变参数保密通信及雷达波形设计中的应用基础研究[D]. 陈滨.电子科技大学2007
- [5].混沌控制、同步及在保密通信中的应用[D]. 王明军.大连理工大学2010
- [6].混沌同步及其在保密通信中的应用研究[D]. 张刚.重庆大学2009
- [7].网络编码中的保密通信[D]. 曹张华.扬州大学2010
- [8].混沌同步及其在通信中的应用研究[D]. 张学义.哈尔滨工程大学2002
- [9].基于混沌的光接入网保密通信与故障监测研究[D]. 窦欣宇.大连理工大学2016
- [10].混沌的不可预测性及其在保密通信中应用的研究[D]. 骆开庆.华南理工大学2013
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