典型混沌电路及其分析.
Multisim仿真—混沌电路
Multisim仿真—混沌电路1104620125Multisim仿真—混沌电路一、实验目的1、了解非线性电阻电路伏安特性，以及其非线性电阻特征的测量方法；2、使用示波器观察混沌电路的混沌现象，通过实验感性地认识混沌现象，理解非线性科学中“混沌”一词的含义；；3、研究混沌电路敏感参数对混沌现象的影响二、实验原理1、蔡氏电路本实验采用的电路图如图9-16 所示，即蔡氏电路。
蔡氏电路是由美国贝克莱大学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简单的一种自制电路。
R 是非线性电阻元件，这是该电路中唯一的非线性元件，是一个有源负阻元件。
电容C2 与电感L 组成一个损耗很小的振荡回路。
可变电阻1/G 和电容C1 构成移相电路。
最简单的非线性元件R 可以看作由三个分段线性的元件组成。
由于加在此元件上的电压增加时，故称为非线性负阻元件。
三、实验内容为了实现有源非线性负阻元件实，可以使以下电路，采用两个运算放大器（1 个双运放TL082）和六个配置电阻来实现，其电路如图1，这主要是一个正反馈电路，能输出电流以维持振荡器不断震荡，而非线性负阻元件能使振荡周期产生分岔和混沌等一系列非线性现象。
1、实验电路如下图，电路参数：1、电容：100nf 一个，10nf 一个；2、线性电阻6 个：200Ω二个，22kΩ二个，2.2kΩ一个，3.3kΩ一个；3、电感：18mH 一个；4、运算放大器：五端运放TL083 二个；5、可变电阻：可变电阻一个；6、稳压电源：9V 的VCC 二个，-9V 的VEE 二个；图1选好元器件进行连接，然后对每个元器件进行参数设置，完成之后就可以对蔡氏电路进行仿真了。
双击示波器，可以看到示波器的控制面板和显示界面，在控制面板上可以通过相关按键对显示波形进行调节。
下面是搭建完电路的截图：2、将电压表并联进电路，电流表串联进电路可以直接测出加在非线性负阻的电压、电流，U/V I/mA U/V I/mA12 0.1579 -1 -0.7691711 2.138 -2 -1.4435210 4.601 -3 -1.847529 4.2867-4 -2.22408 8 3.8801 -5 -2.66057 7 3.4736 -6 -3.06717 6 3.0672 -7 -3.4736 5 2.6606 -8 -3.8801 4 2.2241 -9 -4.28673 3 1.8475 -10 -4.601 2 1.4435 -11 -2.138 1 0.7692 -12 -0.15789 0经过线性拟合得到如下伏安特性曲线：-2246U /V 1197531-1-3-5-7-9I/mA3、使用示波器成像法例如图中，RN 就是我们所需要进行研究的有源非线性负阻。
无源网络中混沌电路的分析
无源网络中混沌电路的分析混沌电路是一种不可预测性的电路，受到无源网络中信号传输和电路稳定性的影响，其不稳定性表现为突然的巨大电流和电压震荡。
在无源网络中，混沌电路常被应用于加密和随机数生成等领域。
本文将分析无源网络中混沌电路的基本结构、作用原理及应用。
一、混沌电路的基本结构混沌电路的基本结构是由一些简单的电子元件组成。
在基本的混沌电路中，常见的元器件有滞回二极管、电容器和电阻器等。
其中，滞回二极管的特殊属性是其阻值与电压成正比，但当电压达到一定程度时急剧降低。
在混沌电路中，滞回二极管扮演着非线性的角色。
基本的混沌电路常采取自激振荡的形式，滞回二极管通过放电电容器将电能释放到电感器中，并且其负阻特性将电路振幅不断加强。
当电路的振幅过大时，滞回二极管的阻值急剧降低，导致电路振荡的周期性被破坏，使得电路无法适当响应。
二、混沌电路的作用原理混沌电路的作用原理是由于其具有不可预测性的特性，在某些场景下可以提供一定的优势。
无源网络上的混沌电路，可以被看作是一个高度不稳定的电路，采用混沌电路将信号通过该不稳定的系统传输，可以提高信号的可靠性和随机性，从而增强编码和加密的功能。
混沌电路的信号输出与时间的变化关系较为复杂，可以用一个盘旋型波形来描述。
由于混沌信号的不可预测性，混沌电路十分难以复制其信号波形，因此可以被应用于做随机数的生成器。
三、混沌电路的实际应用混沌电路的实际应用主要集中在加密和随机数生成等领域。
其不可预测性和高度不稳定的特性能够保证被加密或生成的信息的安全性。
将混沌电路引入加密算法中，可保障攻击者很难破解被加密的信息。
此外，基于混沌电路生成的随机数也可以应用于模拟物理过程、计算机模拟和数据加密等诸多领域。
在实际应用中，混沌电路需要经过精心优化和控制，以得到稳定的混沌信号输出。
混沌电路在实验室中易受环境干扰和组装质量等因素影响，稳态输出难以保证。
此时，通过采用智能化控制系统、优化电子元器件的选配等方式来弥补电路本身的不稳定性，可以获得更可靠和精准的混沌信号输出。
混沌电路
混沌非线性电路及其研究摘要：在混沌电路的研究中，前人关于混沌电路中蔡氏电路（非线性电路）的建模已趋成熟。
所以本次实验通过研究混沌非线性电路，借助Multisims 10仿真软件对电路进行研究，从而得出蔡氏电路（非线性电路）中一些基本结论，加深对其的了解。
关键词：混沌非线性电阻特性曲线引言：混沌电路与系统理论经过3O多年的发展，在科学和工程中得到了广泛的应用。
混沌信号由于具有伪随机似噪声和宽频带特性，在保密通信领域获得了广泛的重视与研究。
在适当的电路参数范围内能够产生混沌现象，该电路结构简单、易于工程实现，因而获得了广泛的重视与研究。
蔡氏混沌电路是一个典型的非线性电路，在适当的电路参数范围内能够产生混沌现象，该电路结构简单、易于工程实现，因而获得了广泛的重视与研究是熟悉和理解混沌现象的一个基本的典型电路。
本文以蔡氏混沌电路为例进行仿真研究。
首先，借助Multisims 10仿真软件直接显示非线性电路的伏安特性曲线，再通过点测法来观察所做的图与示波器上观察到的图的吻合度来验证蔡氏电路。
其次，通过对混沌电路实验中的某几个元件进行研究，再得出其对混沌非线性电路的影响，从实验角度论证了蔡氏电路参数的非唯一性和蔡氏电路混沌状态对赋值的敏感性。
正文：非线性电路中的混沌现象是最早引起人们关注的现象之一，而迄今为止，最好的混沌实验结果也是在非线性电路中得到的.因为仿真电路实验有许多优点，如方程比较容易实现，仿真实验的条件可以以精确控制，数据精确度较高等.因此，非线性电路的仿真实验能够给出较好的定量结果，观察到比较单纯的、接近理论模式的混沌行为.因此，在混沌的研究中，仿真电路充当一个非常重要的角色.这里我们借助MULTISIM仿真软件进行仿真实验研究.蔡氏混沌电路是一个典型的非线性电路，它在一定的参数空间内，能够产生混沌信号，在实际中已获得大量应用。
本节以蔡氏电路为例，研究其产生的混沌特性。
（一）利用非线性负电阻电路，测量非线性伏安特性曲线。
Multisim仿真—混沌电路
Multisim仿真—混沌电路1104620125Multisim仿真—混沌电路一、实验目的1、了解非线性电阻电路伏安特性,以与其非线性电阻特征的测量方法；2、使用示波器观察混沌电路的混沌现象,通过实验感性地认识混沌现象,理解非线性科学中"混沌〞一词的含义；；3、研究混沌电路敏感参数对混沌现象的影响二、实验原理1、蔡氏电路本实验采用的电路图如图9-16 所示,即蔡氏电路.蔡氏电路是由美国贝克莱大学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简单的一种自制电路.R 是非线性电阻元件,这是该电路中唯一的非线性元件,是一个有源负阻元件.电容 C2 与电感 L 组成一个损耗很小的振荡回路.可变电阻 1/G 和电容 C1 构成移相电路.最简单的非线性元件 R 可以看作由三个分段线性的元件组成.由于加在此元件上的电压增加时,故称为非线性负阻元件.三、实验内容为了实现有源非线性负阻元件实,可以使以下电路,采用两个运算放大器〔1 个双运放TL082〕和六个配置电阻来实现,其电路如图 1,这主要是一个正反应电路,能输出电流以维持振荡器不断震荡,而非线性负阻元件能使振荡周期产生分岔和混沌等一系列非线性现象.1、实验电路如如下图,电路参数：1、电容：100nf 一个,10nf 一个；2、线性电阻 6 个：200Ω二个,22kΩΩΩ一个；3、电感：18mH 一个；4、运算放大器：五端运放 TL083 二个；5、可变电阻：可变电阻一个；6、稳压电源：9V 的 VCC 二个,-9V 的 VEE 二个；图1选好元器件进展连接,然后对每个元器件进展参数设置,完成之后就可以对蔡氏电路进展仿真了.双击示波器,可以看到示波器的控制面板和显示界面,在控制面板上可以通过相关按键对显示波形进展调节.下面是搭建完电路的截图：2、将电压表并联进电路,电流表串联进电路可以直接测出加在非线性负阻的电压、电流,数据如下：经过线性拟合得到如下伏安特性曲线：3、使用示波器成像法例如图中,RN 就是我们所需要进展研究的有源非线性负阻.元件的详细参数如原理图所示,运放的工作电源取 9V.信号源为三角波,输出波幅从-3.75V 至 3.75V.为测量电流 i,在电路中串联了一个 10Ω的取样电阻 R,其电压与电流成正比.示波器记录的结果也如如下图所示.我们可以观察到,仿真得到的伏安特性曲线与通过实验数据绘制得出的伏安特性曲线一致,根本相符.实验曲线中有如下几个特殊点：电压为0V时,电流符合理论值0A；电压分别在-10V和10V 左右时,电流的数值大小出现最大值,该两点为曲线的转折点；电压分别在-2V和2V左右时曲线斜率发生改变,故该两点也可算为曲线的转折点.ΩΩ这一X围的状态.kΩ,电路状态变化中k1与k2相图为稳定焦点,呈蝌蚪型,为衰减振荡,这就是不动点.R=1.93 kΩ时R=2.0 kΩ时Ω,此时等幅振荡：Ω,增幅振荡开始,一倍周期：ΩΩ时,2 倍周期：当R = 1 819kΩ~1 818kΩ时：当R = 1 787kΩ时：Ω时：ΩΩ两个图像的比照,可以发现：当电路处于单涡旋混沌状态时,改变电路的初始状态,可以观察到向左和向右两种单涡旋混沌吸引子相图.Ω时为单吸引子图形,这是电路第一次进入单吸引子混沌.当 R 继续减小,当R = 1. 7165kΩ时,出现双吸引子混沌图形：Ω时：Ω时,呈单叶周期：混沌图像分析：通过以上数据和图案发现,改变初始电路参数时,在混沌现象中电路是非周期性的,时而稳定,时而混乱,虽然出现平衡点,但并不稳定.在理想实验条件下观察到了不同参数条件下出现的极限环、单吸引子、双吸引子、奇异吸引子等一系列不同的混沌现象.随着混沌电路电感R 值的逐渐减小,混沌现象提前,边界化也越来越明显.四、实验结论1、该实验是根据图书馆资料和网上介绍的根底上做的,实验中所需要的非线性负电阻电路并不唯一,而我所选用的以两个运算放大器和六个配置电阻的形式来实现是其中最简单的电路之一,通过使用Multisim11.0仿真软件得到了如上的波形,所得实验结果与要求根本符合.混沌现象表现了非周期有序性,看起来似乎是无序状态,但呈现一定的统计规律：〔1．频谱分析：R很大时,系统只有一个稳定的状态〔对应一个解〕,随R的变化系统由一个稳定状态变成在两个稳定状态之间跳跃〔两个解〕,即由一周期变为二周期,进而两个稳定状态分裂为四个稳定状态〔四周期,四个解〕,八个稳定状态〔八周期,八个解〕………直至分裂进入无穷周期,即为连续频谱,接着进入混沌,系统的状态无法确定；〔2．无穷周期后,由于产生轨道排斥,系统出现局部不稳定.〔3．奇异吸引子存在．奇异吸引子有一个复杂但明确的边界,这个边界保证了在整体上的稳定,在边界内部具有无穷嵌套的自相似结构,运动是混合和随机的,它对初始条件十分敏感.2、面前在中国,对混沌理论研究有突破的人士较少,然而,混沌与人类生存环境间有十分密切的关联,混沌学的进步不仅将进一步解释那些尚未为人所知的东西,而且还孕育着一场深刻的科技革命,涉与各种学科包括电子、激光、化学、生物、医学、机械等.预期的混沌应用X围涉与疾病的混沌诊断与混沌医疗、混沌控制与混沌制导、混沌通信、混沌振荡以与混沌在农业生产中的应用.。
混沌电路
现代电路理论混沌电路设计实验姓名：高振新学号：114104000455指导老师：孙建红用Multisim 仿真混沌电路一．混沌实验目的1.了解混沌现象和混沌电路2.使用软件仿真电路，能使用示波器观察混沌电路现象，通过实验感性认识混沌现象3.研究混沌电路敏感参数对混沌现象的影响二．混沌电路的原理和设计1.蔡氏电路本实验采用蔡氏电路，蔡氏电路是美国贝克莱大学的蔡少棠教授设计的能产生混沌行为的最简单的自制电路，为混沌电路的典型例子，其结构简单，现象明晰，被广泛用于高校的实验教学中。
蔡氏电路原理图如图1所示，电路由1个线性电感L，2个线性电容C1，C2，1个线性电阻R0，一个非线性电阻R构成，为三阶自制动态电路，即分为LC振荡电路，RC分相电路电路和分线性元件三部分。
电阻R0起调节C1，C2的相位差。
非线性电阻R为分段线性电阻，福安特性i R=g（U R）图1 蔡氏电路基本原理图根据基尔霍夫定律，由图1可得电路状态方程：由于R是非线性电阻，上述方程没有解析解。
该电路在特定的参数条件下出现自己振荡动态过程，出现混沌现象。
三．混沌电路的构建与仿真为了实现有源非线性负阻元件，可以使用以下电路采用两个运算放大器和六个配置电阻来实现，这主要是一个正反馈电路，能输出电流以维持振荡器不断震荡，而非线性负阻元件能使震荡周期产生分岔和混沌等一系列非线性现象3.1实验电路的构建1.运行Multisim，建立仿真文件，构建如下图所示的电路图，为了观察混沌电路的波形，在仿真平台上添加虚拟示波器，将示波器A,B两个输入通道与需要观测的电路节点相连，通道A观测电容C2两端的电压信号；通道B观测电容C1两端的电压信号。
3.2 实验电路仿真：运行软件，观察示波器，在示波器窗口上选择“Y/T”模式，进行波形的时域分析；选择“A/B”模式，则显示李萨如图形，进行波形的相位测试。
R0的作用是移相，使电容C1，C2两端的电压信号产生相位差，运放的前级和后级的正，负反馈同时存在，正反馈的大小程度与R0,R3,R6有关，负反馈大小与R1,R2,R5,R4有关，若调节R0的阻值大小，正反馈大小程度就会发生变化，当正反馈程度大于负反馈程度时，电路才能处于震荡状态。
非线性电阻电路-混沌电路
非线性电阻电路-混沌电路姓名：陈文河学号. 0858210103班级：08582101指导老师：孙建红非线性电阻电路•混沌电路摘要：混沌的研究是20世纪物理学的重人事件。
混沌的研究表明，即使是非常简单的确定系统，由于自身的非线性作用，同样具有内在的随机性。
本文首先简略地介绍了混沌的基本概念,及其相关定义，概述了混沌运动的基本特征和混沌运动的判别方法。
利用非线性电阻的特性来设计混沌电路，然后通il Multisim 10.0软件来进行仿真计算，观察混沌现象。
分析结果衣明所谓混沌是指确定的非线性动力学系统中出现的貌似无规的类随机现象，此时系统运动轨道的时间行为对初始条件具有敏感性形成敏感参数，从而其长期行为变得混乱而无法预测，而整个系统长期行为的全局特征又与初始条件无关这种局部局域的不稳定性和整体上的稳定性必使它具有许多奇特性质。
混沌运动产生了层次和结构，混沌并不是真正意义上的无序和混乱，它是一种非周期的有序运动。
关键词：混沌，敏感参数，非线性电阻lo引言混沌(chaos)的英文意思是混乱的，无序的。
自1963年洛伦兹(E.N.Lorenz) 从三维自洽动力学系统中发现混沌以来，混沌动力学已迅速成为内容极为丰富，应用非常广泛的研究领域，它的概念和和方法逐步应用到自然科学，工程技术和社会科学的许多领域，并对于开阔和深化人们对自然界的认识起着越来越重要的作用。
混沌学揭示：世界是确定的，必然的，有序的，但同时又是随机的，偶然的，无序的。
有序运动会产生无序，无序的运动又包含着更高层次的有序，现实世界就是确定性和随机性，必然性和偶然性，有序性和无序性的辩证统一。
2. 实验目的2.1) 了解混沌现象的一些基本概念:混沌的定义，特征等。
2.2) 对设计电路进行调试，在示波器上观察相图中的倍周期分岔及混沌，奇怪吸引子等。
2.3) 测量有源非线性电阻的伏安特性。
3. 实验原理3.1非线性电路与非线性动力学实验电路如图1所示。
电子电工综合实验混沌电路
电子电工综合实验--混沌电路电工电子综合实验论文课题名称：非线性电阻电路的应用—混沌电路姓名：张枫霞学号： 1104210412【摘要】本实验研究非线性电阻的应用—混沌电路。
以非线性负电阻电路为基础，简单介绍了非线性负电阻混沌电路实验的原理。
通过设计非线性负电阻电路和混沌电路，了解非线性电阻电路的应用和混沌电路基本原理。
同时利用Multisim仿真软件模拟测定非线性负电阻的伏安特性曲线，观察不同参数条件下混沌现象。
【关键词】混沌电路 Multisim 非线性电阻电路【引言】混沌是20世纪最重要的科学发现之一，被誉为是继相对论和量子力学后的第三次物理革命，它打破了确定性与随机性之间不可逾越的分界线，将经典力学研究推进到一个崭新的时代。
混沌学中的混沌是指貌似无序的序，紊乱中的规律。
现在混沌研究涉及的领域包括数学、物理学、生物学、化学、天文学、经济学及工程技术的众多学科，并对这些学科的发展产生了深远影响。
混沌包含的物理内容非常广泛，研究这些内容更需要比较深入的数学理论，如微分动力学理论、拓扑学、分形几何学等等。
目前混沌的研究重点已转向多维动力学系统中的混沌、量子及时空混沌、混沌的同步及控制等方面。
本实验将借助非线性电阻电路，从实验上对这一现象进行一番探索。
【正文】一、实验器材示波器 数字电流表 运算放大器 二、 实验过程1、 实验原理参考线路：蔡氏电路（参考马鑫金主编《电工仪表与电路实验技术》第九章课题三专题2<混沌电路>的蔡氏电路） 电路的非线性动力学方程为：1121)(1C C C C U g U U G dtdU C ⋅--⋅=LC C C i U U G dtdU C+-⋅=)(21122(1)2C LU dtdi L-=式中，导纳V R G /1=，1C U 和2C U 分别为表示加在电容器C 1和C 2上的电压，L i 表示流过电感器L 的电流，G 表示非线性电阻的导纳。
2、 利用Multisim7仿真软件设计的实验电路<1>设计一个满足要求的非线性电阻电路，并研究它的伏安特性 （1）非线性电阻电路图1 非线性电阻电路（2）测量非线性负电阻的伏安特性曲线改变外加电源V3的值，分别测量流经非线性负电阻的电流值和非线性负电阻两端的电压值，并根据测量结果画出伏安特性曲线。
蔡氏混沌电路分析研究
蔡氏混沌电路分析研究蔡氏混沌电路分析研究摘要：众所周知，蔡氏电路是一种简单的非电子性电路设计，它可以表现出标准的混沌理论行为。
混沌是一种发生在确定系统中的不确定行为，表现为不同于平衡状态、周期状态和拟周期状态的这三种状态外的另一种状态，产生的混沌现象极为丰富。
随着社会的开展，混沌动力学以其内容丰富的特点，成为了一个被广泛研究应用的知识学科。
混沌现象是产生于确定性的状态方程中的一种相似随机的运动，在我们现实生活中较为广泛的存在。
在工程和电工电子学科上最近几年的开展前景也越来越开阔和活泼。
随着时代开展，在现实生活中，混沌应用取得了很大的成果，得到了广泛的成果研究。
尤其是混沌独电路这一局部，其中包括混沌压缩、混沌保密通信、混沌加密和混沌同步。
但是还有一些实际问题需要探讨和研究，作者通过文章来介绍蔡氏混沌电路的电路设计根底与存在的问题及其面临的挑战与机遇。
关键词：混沌电路；广泛；开展；问题文章着重介绍了蔡氏混沌电路的根本设计思路与混沌系统分析方法和混沌电路的根底设计，依据国内外对电路的研究，分析当前各种混沌系统，总结得出混沌电路的开展历史。
文章在理论根底的分析和参考文献研的前提下，对混沌电路的动力学行为的复杂性提出了一种具有多方向多漩涡吸引子的可扩展的蔡氏电路；对混沌振荡的频率那么提出了如MOS管的Colpitts振荡电路设计和同步的一种方法。
20年的时间，人们对蔡氏混沌电路的深入研究与探究，我们发现在蔡氏电路里呈现出来一种丰富的混沌力学行为。
且蔡氏混沌电路已经在保密通讯领域具备了一定的应用能力。
混沌学，是继量子论、相对论的20世纪第三次物理革命产物。
法国数学家在19世纪末期首次发现了动力学系统中的异归宿轨迹和同归宿轨迹，混沌现象作为存在在非线性动力学系统中的一种现象，虽没有复杂的运动形式，但具有普遍性的规律。
1 蔡氏混沌电路工作原理的介绍与研究意义蔡氏混沌电路由线性电感、线性电阻、非线性电阻各一个和线性电容两个组成的三阶段自治动态电路，非线性电阻的伏特安特性，是一个分段型函数，电路中电感L和电容LC振荡电路，有原型的电阻R和电容做成了一个源RC滤波电路。
混沌电路实验报告
一、实验目的1. 理解混沌现象的产生原理及其在电路中的应用。
2. 掌握混沌电路的基本搭建方法。
3. 通过实验观察混沌现象，并分析其特性。
4. 研究混沌电路在通信、加密等领域的应用潜力。
二、实验原理混沌现象是指在确定性系统中，由于初始条件的微小差异，导致系统行为表现出高度复杂、不可预测的特性。
混沌电路是一种模拟混沌现象的电路系统，通过非线性元件和反馈环路实现。
本实验采用蔡氏电路（Chua’s circuit）作为研究对象。
蔡氏电路是一种三阶互易非线性自治电路，由电阻、电容和电感元件组成，其中包含一个有源非线性元件。
通过改变电路参数，可以观察到混沌现象的产生。
三、实验仪器与设备1. 蔡氏电路实验板2. 双踪示波器3. 数字万用表4. 信号发生器5. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 搭建蔡氏电路，确保电路连接正确。
2. 使用示波器观察电路的输出波形，记录初始状态下的波形特征。
3. 改变电路参数，如电阻、电容或电感，观察波形变化。
4. 逐步调整参数，观察混沌现象的产生、发展及消失过程。
5. 使用数字万用表测量电路关键参数，如电压、电流等。
6. 使用信号发生器输入不同频率的信号，观察电路对不同信号的响应。
五、实验结果与分析1. 混沌现象的产生：当电路参数调整至一定范围时，输出波形呈现出复杂、无规律的特性，即混沌现象。
2. 混沌现象的特性：敏感依赖初始条件：混沌现象对初始条件非常敏感，微小差异会导致截然不同的结果。
长期行为的不可预测性：混沌现象的长期行为具有不可预测性，即使初始条件相同，系统的状态也会随时间演化而发生变化。
分岔现象：混沌现象的产生与分岔现象密切相关。
当电路参数发生变化时，系统状态会出现分岔，从而产生混沌现象。
3. 混沌电路的应用：通信：混沌通信利用混沌信号的自相似性和非线性特性，实现信号的加密和解密。
加密：混沌密码学利用混沌现象的复杂性和不可预测性，设计出具有较高安全性的加密算法。
控制：混沌控制利用混沌现象的特性，实现对系统的精确控制。
混沌效应非线性混沌电路（精）
混沌效应一、实验名称 非线性电路振荡周期的分岔与混沌二、实验原理⒈分岔与混沌 ⑴ 逻辑斯蒂映射考虑一条单位长度的线段，线段上的一点用0和1之间的数x 表示。
逻辑斯蒂映射是)1(x kx x -→其中k 是0和4之间的常数。
迭代这映射，我们得离散动力学系统 )1(1n n n x kx x -=+ ，0=n ，1，2…我们发现：①当k 小于3时，无论初值是多少经过多次迭代,总能趋于一个稳定的不动点; ②当k 大于3时，随着k 的增大出现分岔，迭代结果在两个不同数值之间交替出现，称之为周期2循环；k 继续增大会出现4，8，16，32…周期倍化级联；③很快k 在58.3左右就结束了周期倍增，迭代结果出现混沌,从而无周期可言。
④在混沌状态下迭代结果对初值高度敏感，细微的初值差异会导致结果巨大区别，常把这种现象称之为“蝴蝶效应”。
⑤迭代结果不会超出0～1的范围称为奇怪吸引子。
以上这些特点可用图示法直观形象地给出。
逻辑斯蒂映射函数是一条抛物线，所以先画一条)1(x kx y -=的抛物线，再画一条x y =的辅助线，迭代过程如箭头线所示（图1）。
图 1—A 不动点 图1—B 分岔周期2 图1—C 混沌 图1—D 蝴蝶效应图1⑵逻辑斯蒂映射的分岔图 以k 为横坐标，迭代200次以后的x 值为纵坐标，可得到著名的逻辑斯蒂映射分岔图。
X 0X A X B图2逻辑斯蒂映射的分岔图。
k 从2.8增大到4。
⒉ 非线性负阻电路振荡周期的分岔与混沌 ⑴非线性电路与非线性动力学实验电路如图3所示。
它由有源非线性负阻器件R ；LC 振荡器和移相器三部分构成。
图中只有一个非线性元件R ，它是一个有源非线性负阻器件；电感器L 和电容器C2组成一个损耗可以忽略的振荡回路；可变电阻Rv1+Rv2和电容器C1串联将振荡器产生的正弦信号移相输出。
较理想的非线性元件R 是一个三段分段线性元件。
图4所示的是该电阻的伏安特性曲线，从特性曲线显示加在此非线性元件上的电压与通过它的电流极性是相反的。
典型混沌电路及其其分析共68页PPT
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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典型混沌电路及其其分析
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋6、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
典型混沌电路及其分析共65页文档
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
典型混沌电路及其分析 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
电工电子综合实验混沌电路的研究
混沌电路的研究【摘要】该文简单介绍了非线性电路混沌实验的实验原理,并用Matlab软件对非线性电路混沌实验进行了数值模拟,指出了数值模拟的重要性。
从能产生混沌行为的最简的一种自治电路——蔡氏电路着手，通过为电路建立一个精确的实验模型，从而观察混沌现象并定量分析它。
本文以非线性电阻电路为基础，通过自行设计混沌电路，熟悉非线性电阻电路的应用。
与此同时通过对混沌电路的研究让我们来初步认识一下混沌现象！了解混沌电路最基本的原理，观察电流在非线性电阻的状态下是如何变化的，以及混沌电路的波形图！【关键词】非线性电阻电路混沌数值模拟Matlab【引言】混沌, 当今举世瞩目的前沿课题及学术热点, 它揭示了自然界及人类社会中普遍存在的复杂性, 有序与无序的统一, 确定性与随机性的统一, 大大拓广了人们的视野, 加深了对客观世界的认识。
它在自然科学及社会科学等领域中, 覆盖面之大、跨学科之广、综合之强, 发展前景及影响之深远都是空前的。
国际上誉称混沌的发现, 乃是继本世纪相对论与量子力学问世以来的第三次物理学大革命, 这场革命正在冲击和改变着几乎所有科学和技术领域, 向我们提出了巨大的挑战。
混沌通常相应于不规则或非周期性，这是由非线性系统本质产生的。
研究建立一个非线性电路，该电路包括有源非线性负阻、LC振荡器和RC移相器三部分；采用物理实验方法形容LC振荡器产生的正弦波与经过RC移相器三部分；采用物理实验方法研究LC振荡器产生的正弦波与经过RC移相器移相的正弦波合成的相图，观测振动周期发生的分岔及混沌现象；测量非线性单元电路的电流—电压特性，从而对非线性电路及混沌现象有一初步了解，测量有源非线性电阻的I—U特性，研究混沌电路的伏安特性曲线。
【正文】一、实验目的1. 测量有源非线性电阻的I—U特性；2.了解混沌现象的基本性质和混沌产生的方法；3.研究非线性LC振荡电路的特性和产生混沌的条件。
二、试验器材双踪示波器，数字万用表（或直流电流表）,直流电源,直流电流表,直流电压表,信号发生器三、实验过程本次实验参照了《实验技术与管理》2007年11期张建忠《用Matlab 数值模拟非线性电路混沌实验》一文 1、实验原理非线性电路原理图 （蔡氏电路）电路的非线性动力学方程为： 1121)(1C C C C U g U U G dt dU C ⋅--⋅=L C C C i U U G dtdU C +-⋅=)(21122(1)2C L U dtdi L -=式中，导纳V R G /1=，1C U 和2C U 分别为表示加在电容器C 1和C 2上的电压，L i 表示流过电感器L 的电流，G 表示非线性电阻的导纳。
混沌电路的分析与应用
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信。 升） 一
本文主要分析了一种新颖的混沌电路— 迟滞型混沌振荡器的特
性，基于它设计了若干混沌通信系统。所有结论都有仿真结果或数值
分析加以证明。
在分析部分，从电路的 特征方程出 发，详尽地分析了迟滞型混沌
振荡器的特性，讨论了混沌产生的边界条件，基于迟滞比较器，提出 采用一个线性变换来实现振荡器的关键器件— 迟滞型电压控制电流 源。检验了初始条件和电路参数对混沌轨迹的作用，并且提出了高维
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典型混沌电路及其分析共65页
END60、人民的幸Fra bibliotek是至高无个的法。— —西塞 罗
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
典型混沌电路及其分析
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
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1983年美国伯克利分校蔡少棠发明“蔡氏电路”震动了学 术界，促进了现代非线性电路理论的发展，在全世界掀起一股 研究非线性电路的热潮。蔡氏电路原理图非常简单，然而电路 输出动态特性却极其复杂，因而成为现代非线性电路的典范。 电子学工作者发现，早在二十世纪初，范德坡在研究三相复电 流时就已经遇到了混沌，只是当时还没有意识到混沌问题，当 今又重新引起人们研究的兴趣。20余年来，电子学工作者将其 它领域中已经研究清楚的非线性系统如洛伦茨方程、逻辑斯蒂 映射等用模拟电路予以实现，并且根据电子学电路的特点，比 较轻松地发明了一大批混沌电路。混沌电路已经形成一个庞大 的家族，使电子学电路成为非线性各学科领域中引人注目的一 个学科。
二、电路系统动态特性分类
根据分类目的的不同，电路系统分类的形式也很不同。现在 按照电路动态特性分类，它和电路状态方程的阶数有一定的关 系。电路系统的变量是电压、电流、电荷、电磁链，控制变量 是电路元件电阻、电容、电感等参数。从能量的角度看，电路 系统中有的元件（包括分布参数）从电路系统中吸收能量，变 成热能或辐射能等，有的元件从电路工作电源吸收能量，储存 或消耗在电路系统中，电路系统与外界进行着能量的交换。从 信息的角度看，电路系统与外界一般进行信息交换，输入信息 与输出信息。从物质的角度看，电路系统与外界一般不进行物 质交换。物理学中，与外界进行着物质、能量交换的系统叫做 开放系统; 与外界不进行物质、能量交换的系统叫做封闭系统; 与外界仅进行能量交换的系统叫做耗散系统，因此电路系统是 耗散系统。
再回过头来看频率稳定性问题的研究。由于历史时代要求频
率的稳定，它与当时的其它技术的共同发展，处于主流地位，使 得线性电子技术以巨大的势头形成人类社会的重要产业，并将人 类文明推向信息化历史时代。相对说来，非线性电子学在相当长 的时期内少棠提出的蔡氏混沌电路震惊了电子学界，许多电子工作者 投入了精力予以研究。
由于当时混沌问题的研究历史不成熟，就把电路中出现的混
沌现象认为是一种尚未认真研究的另一种现象，是一种需要消 除的坏现象，起码是要暂时回避的现象，这就是当时科学家的 态度。这个现象不仅在电子学领域中存在，而且在其它学科领 域中也存在，例如数学学科中的庞加莱。从这里可以看出，电 子学的发展历史与其它学科的发展历史是密切相关的，是互相 推动与互相制约的，这也正是20世纪上半叶电子科学技术的大 背景，是电子学从物理学的电磁学中独立出来并向信息科学发 展的大背景。从这里还可以看出，电子学中的混沌现象研究与 应用研究必定会蓬勃发展起来，这是历史的必然。
3、二阶微分电路—含有二个储能元件的电路
对于自治线性二阶微分电路，动态特性为衰减振荡或增幅振荡， 不稳定。对于自治非线性二阶微分电路，电路可以产生极限环， 属于稳定振荡电路。对于非自治非线性二阶微分电路，能够产生 混沌，如杜芬方程电路，圆周映射也属于这种情况，并且导致符 号动力学的研究。对于自治非线性二阶微分电路，不能够产生混 沌。
§1混沌电路综述
一、电路中混沌现象发现与研究的历史
电路中的混沌现象早在20世纪20年代就被发现，前面曾经 提到的范德坡的工作就涉及到电路中的混沌现象。实际上，范 德坡所处的时代正是建立电路理论基础的时代，当时的科学家 急需建立振幅稳定与频率稳定的振荡电路，从而产生稳定的电 磁波。稳定振荡的数学模型是极限环，当时的理论基础还不能 够完全满足工程技术的需要，必须由电子工程师一方面进行工 程技术设计，一方面完善数学基础理论。极限环的数学基础理 论是微分方程理论，而且还是非线性的微分方程理论，而非线 性的微分方程很容易产生混沌，范德坡、李纳德等科学家就是 在这样的情况进行研究的。
纯电阻电路用代数方程描述，由于纯电阻电路是时不变元件， 所满足的方程与时间无关，不需要列写微分方程，仅列写代数 方程就够了，故纯电阻电路是零阶电路微分方程（非微分方 程）。对于零阶电路微分方程，分为线性零阶电路微分方程与 非线性零阶电路微分方程，还分为自治零阶电路微分方程与非 自治零阶电路微分方程，两两构成四种零阶电路微分方程。
一般地说，电路系统更关心的是信息交换，因而对于能量交 换的关心程度相对偏少，有时侯会忽略某些重要问题，应该引 起注意。现在讨论电路系统能量交换中对于信息状态的影响， 并以电路系统储能元件个数及有无信号输入进行讨论。
将不包含随时间变化的激励信号的电路叫做自治电路，将包 含随时间变化的激励信号的电路叫做非自治电路。以下讨论中 我们把激励信号分成“简单”的信号和“复杂”的信号，“简 单”的信号如正弦波信号或者其它周期信号，“复杂”的信号 如1混、沌零信阶号电。路—无储能元件电路，即纯电阻电路
1990年，混沌同步电路的研究再次把非线性电路研究推向 一个高潮，这是因为它的重要意义特别是它极有可能用于保密 通信与军事目的受到重视。神经网络电路、分形编码、混沌测 量电路等为非线性电路大家庭增加了许多新成员。到现在，人 们提出了许许多多的混沌电路，各种混沌电路文献浩如烟海， 几乎每年约数千篇的论文问世，技术上也不断出现新突破。非 线性电路目前处于稳定、健康、迅速发展的时期。
零阶电路微分方程不存在电路运动问题，但是存在电路求解问 题，这些问题研究成熟，方法有叠加原理、代文宁定理、诺顿 定理、电压源电流源等效变换方法等。自治零阶电路不会产生 新的动态特性。
2、一阶微分电路—仅含有一个储能元件的电路
电路仅有零输入响应与零状态响应问题，是研究现代电子电路 的起步电路，一般电路分析教科书中都有详细的讨论。
4、三阶微分电路—含有三个储能元件的电路
三阶非线性微分电路已经复杂化，能够产生混沌。例如蔡氏电 路、洛伦茨方程电路等，这还是自治电路的情况。对于非自治电 路，还能产生超混沌与亚超混沌。
5、三阶以上微分电路
运动特性更复杂,可能出现多级超混沌现象。将以上各种情况整 理于下表。
表4-1 电路方程的阶、自治与非自治、线性与非线性的形态