基于数据采样的混沌保密通信系统鲁棒同步控制方法研究

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混沌因其独特的魅力一直是国内外学者研究的热点。近年来,混沌同步及其在保密通信中的应用研究,引起了人们的广泛关注。但是,当前的混沌系统同步问题的研究主要通过设计连续时间控制器实现,而随着数字电路技术的普及,数字电路已在通信系统中逐渐取代模拟电路,成为当今研究热点。在全面系统地调研国内外相关文献的基础上,本文对基于数据采样的混沌保密通信系统鲁棒同步控制问题展开了研究,主要研究内容体现在以下几个方面:首先,针对一类带有不确定和外部扰动的采样混沌系统,采用输入时滞的方法描述该采样系统,设计了鲁棒H∞控制器。并以MLC (Murali-Lakshmanan-Chua)混沌电路为例进行了数值仿真,结果表明所设计的控制器能实现两个混沌系统的同步,且对外部扰动有很好的抑制能力。基于所设计的混沌同步方法,利用混沌掩盖技术,构建混沌保密通信系统,实现了信号的保密通信。其次,研究了一类存在时变状态时滞的不确定混沌采样系统的同步问题。针对驱动系统和响应系统存在时变状态时滞的情况,应用线性矩阵不等式的方法和李雅普诺夫稳定性理论,给出了时滞相关鲁棒同步的充分条件,实现了混沌系统的同步控制。并将该同步方法应用到混沌保密通信系统中,以Chua’s电路为例,通过数值仿真验证了其有效性。进一步,针对一类带有扰动的混沌采样系统,构造一个检验函数,根据系统的状态值,计算所容许的扰动对系统造成的最大破坏程度,并在这种情况下,设计控制器使同步误差系统渐近稳定,给出了稳定性判定定理。基于同步平台构建混沌保密通信系统,采用混沌掩盖技术实现了信息的保密传输,以Chua’s电路为例,通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性。最后,总结了本文所做的主要工作,对未来的研究方向进行了展望。
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