[发明专利]一种分数阶非线性混沌系统电路

摘要

本发明公开了一种新型具有绝对值项的分数阶非连续混沌系统电路，包括第一通道电路、第二通道电路和第三通道电路，第一通道电路有两个输入端一个输出端，第二通道电路有三个输入端两个输出端，第三通道电路有一个输入端，一个输出端；三个通道电路的输入端与输出端相互连接在一起，构成分数阶非线性混沌系统电路，第一通道电路的输出端作为第二通道电路的输入端，第二通道电路的输出端作为第一通道电路的输入端和第三通道电路的输入端，第二通道电路的输出端作为第二通道电路的输入端，第三通道电路的输出端作为第一通电路的输入端和第二通道电路的输入端。该非连续混沌系统，构造方便，混沌状态稳定，易于实现，在工程领域中具有较好的应用前景。

主权项

1.一种分数阶非线性混沌系统电路，其特征在于，包括第一通道电路、第二通道电路和第三通道电路，第一通道电路有两个输入端，分别为y和z'，一个输出端为x，第二通道电路有三个输入端，分别为y'，z'和x，两个输出端，分别为y和y'，第三通道电路有一个输入端为y，一个输出端为z'；三个通道电路的输入端与输出端相互连接在一起，构成分数阶非线性混沌系统电路，第一通道电路的输出端x作为第二通道电路的输入端x，第二通道电路的输出端y作为第一通道电路的输入端y和第三通道电路的输入端y，第二通道电路的输出端y'作为第二通道电路的输入端y'，第三通道电路的输出端z'作为第一通电路的输入端z'和第二通道电路的输入端z'；该电路的等效数学模型为：式中，m₁＞0.89，m₂＞0.8，m₃＞0.91，k＞0，x、y、z为非线性混沌系统电路中的信号，为x的m₁阶导数，为y的m₂阶导数，为z的m₃阶导数；所述第一通道电路包括第一电阻[R1]、第二电阻[R2]、第三电阻[R3]、第四电阻[R4]、第五电阻[R5]、第六电阻[R6]、第七电阻[R7]、第八电阻[R8]、第九电阻[R9]、第十电阻[R10]、第十一电阻[R11]、第十二电阻[R12]、第十三电阻[R13]、第十四电阻[R14]、第十五电阻[R15]、第十六电阻[R16]、第十七电阻[R17]、第十八电阻[R18]、第十九电阻[19]、第一电容[C1]、第二电容[C2]、第三电容[C3]、第四电容[C4]、第五电容[C5]、第一乘法器[A1]、第二乘法器[A2]、第一运算放大器[U1A]、第二运算放大器[U2A]、第三运算放大器[U3A]、第四运算放大器[U4A]和第五运算放大器[U5A]；其中第一乘法器[A1]的两个输入端为第一通道电路的输入端y和输入端z'，第一通道电路的输入端z'与第二乘法器[A2]的一个输入端连接，第一乘法器[A1]的输出端与第二乘法器[A2]的另一输入端连接，第二乘法器[A2]的输出端与第一电阻[R1]的一端连接，第一电阻[R1]的另一端与第一运算放大器[U1A]的负输入端连接，第一运算放大器[U1A]的正输入端与地连接，第一电阻[R1]的另一端同时与第二电阻[R2]的一端连接，第二电阻[R2]的另一端与第一运算放大器[U1A]的输出端连接，第二电阻[R2]的另一端同时与第三电阻[R3]的一端连接，第三电阻[R3]的另一端与第四电阻[R4]的一端连接，第三电阻[R3]的另一端同时与第二运算放大器[U2A]的负输入端连接，第二运算放大器[U2A]的正输入端与地连接，第四电阻[R4]的另一端与第二运算放大器[U2A]的输出端连接，第四电阻[R4]的另一端同时与第五电阻[R5]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端与第六电阻[R6]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端同时与第八电阻[R8]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端同时与第一电容[C1]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端同时与第二电容[C2]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端同时与第四电容[C4]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端同时与第五电容[C5]的一端连接，第五电阻[R5]的另一端同时与第三运算放大器[U3A]的负输入端连接，第三运算放大器[U3A]的正输入端与地连接，第六电阻[R6]的另一端与第七电阻[R7]的一端连接，第八电阻[R8]的另一端与第九电阻[R9]的一端连接，第九电阻[R9]的另一端与第十电阻[R10]的一端连接，第十电阻[R10]的另一端与第十一电阻[R11]的一端连接，第十一电阻[R11]的另一端与第十二电阻[R12]的一端连接，第十二电阻[R12]的另一端与第十三电阻[R13]的一端连接，第十二电阻[R12]的另一端同时与第一电容[C1]的另一端连接，第十三电阻[R13]的另一端与第十四电阻[R14]的一端连接，第十四电阻[R14]的另一端与第十五电阻[R15]的一端连接，第二电容[C2]的另一端与第三电容[C3]的一端连接，第十四电阻[R14]的另一端同时与第三电容[C3]的另一端连接，第四电容[C4]的另一端与第五电容[C5]的另一端连接，第七电阻[R7]的另一端与第十五电阻[R15]的另一端连接，第七电阻[R7]的另一端同时与第四电容[C4]的另一端连接，第七电阻[R7]的另一端同时与第五电容[C5]的另一端连接，第七电阻[R7]的另一端同时与第三运算放大器[U3A]的输出端连接，第七电阻[R7]的另一端同时与第十六电阻[R16]的一端连接，第十六电阻[R16]的另一端与第十七电阻[R17]的一端连接，第十六电阻[R16]的另一端同时与第四运算放大器[U4A]的负输入端连接，第四运算放大器[U4A]的正输入端与地连接，第十七电阻[R17]的另一端与第四运算放大器[U4A]的输出端连接，第四运算放大器[U4A]的输出端与第十八电阻[R18]的一端连接，第十八电阻[R18]的另一端与第十九电阻[R19]的一端连接，第十八电阻[R18]的另一端与第五运算放大器[U5A]的负输入端连接，第五运算放大器[U5A]的正输入端与地连接，第十九电阻[R19]的另一端与第五运算放大器[U5A]的输出端连接，第五运算放大器[U5A]的输出端作为第一通道电路的输出端x；所述第二通道电路包括第二十电阻[R20]、第二十一电阻[R21]、第二十二电阻[R22]、第二十三电阻[R23]、第二十四电阻[R24]、第二十五电阻[R25]、第二十六电阻[R26]、第二十七[R27]、第二十八电阻[R28]、第二十九电阻[R29]、第三十电阻[R30]、第三十一电阻[R31]、第三十二电阻[R32]、第三十三电阻[R33]、第三十四电阻[R34]、第三十五电阻[R35]、第三十六电阻[R36]、第三十七电阻[R37]、第六电容[C6]、第七电容[C7]、第八电容[C8]、第九电容[C9]、第十电容[C10]、第十一电容[C11]、第十二电容[C12]、第十三电容[C13]、第十四电容[C14]、第十五电容[C15]、第三乘法器[A3]、第六运算放大器[U6A]、第七运算放大器[U7A]、第八运算放大器[U8A]、第九运算放大器[U9A]和第十运算放大器[U10A]；第二十电阻[R20]的一端为第二通道电路的输入端y'，第二十电阻[R20]的另一端与第二十一电阻[R21]的一端连接，第二十电阻[R20]的另一端同时与第六运算放大器[U6A]的负输入端连接，第六运算放大器[U6A]的正输入端与地连接，第二十一电阻[R21]的另一端与第六运算放大器[U6A]的输出端连接，第二十一电阻[R21]的另一端同时与第二十二电阻[R22]的一端连接，第二十二电阻[R22]的另一端与第二十三电阻[R23]的一端连接，第三乘法器[A3]的两个输入端分别为第二通道电路的输入端z'和输入端x，第三乘法器[A3]的输出端与第二十四电阻[R24]的一端连接，第二十四电阻[R24]的另一端与第七运算放大器[U7A]的负输入端连接，第七运算放大器[U7A]的正输入端与地连接，第二十四电阻[R24]的另一端同时与第二十五电阻[R25]的一端连接，第二十五电阻[R25]的另一端与第七运算放大器[U7A]的输出端连接，第二十五电阻[R25]的另一端同时与第二十六电阻[R26]的一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端与第二十三电阻[R23]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第二十七电阻[R27]的一端连接，第二十七电阻[R27]的另一端与第二十八电阻[R28]的一端连接，第二十八电阻[R28]的另一端与第二十九电阻[R29]的一端连接，第二十九电阻[R29]的另一端与第三十电阻[R30]的一端连接，第三十电阻[R30]的另一端与第三十一电阻[R31]的一端连接，第三十一电阻[R31]的另一端与第三十二电阻[R32]的一端连接，第三十二电阻[R32]的另一端与第三十三电阻[R33]的一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第六电容[C6]的一端连接，第六电容[C6]的另一端与第二十九电阻[R29]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第七电容[C7]的一端连接，第七电容[C7]的另一端与第二十九电阻[R29]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第八电容[C8]的一端连接，第八电容[C8]的另一端与第二十九电阻[R29]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第九电容[C9]的一端连接，第九电容[C9]的另一端与第二十九电阻[R29]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第十电容[C10]的一端连接，第十电容[C10]的另一端与第三十一电阻[R31]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第十一电容[C11]的一端连接，第十一电容[C11]的另一端与第三十一电阻[R31]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第十二电容[R12]的一端连接，第十二电容[R12]的另一端与第三十一电阻[R31]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第十三电容[C13]的一端连接，第十三电容[C13]的另一端与第三十三电阻[R33]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第十四电容[C14]的一端连接，第十四电容[C14]的另一端与第三十三电阻[R33]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第十五电容[C15]的一端连接，第十五电容[C15]的另一端与第三十三电阻[R33]的另一端连接，第二十六电阻[R26]的另一端同时与第八运算放大器[U8A]的负输入端连接，第八运算放大器[U8A]的正输入端与地连接，第八运算放大器[U8A]的输出端与第三十三电阻[R33]的另一端连接，第八运算放大器[U8A]的输出端作为第二通道电路的输出端y'，第二通道电路的输出端y'同时与第三十四电阻[R34]的一端连接，第三十四电阻[R34]的另一端与第三十五电阻[R35]的一端连接，第三十四电阻[R34]的另一端同时与第九运算放大器[U9A]的负输入端连接，第九运算放大器[U9A]的正输入端与地连接，第三十五电阻[R35]的另一端与第九运算放大器[U9A]的输出端连接，第三十五电阻[R35]的另一端同时与第三十六电阻[R36]的一端连接，第三十六电阻[R36]的另一端与第三十七电阻[R37]的一端连接，第三十六电阻[R36]的另一端同时与第十运算放大器[U10A]的负输入端连接，第十运算放大器[U10A]的正输入端与地连接，第三十七电阻[R37]的另一端与第十运算放大器[U10A]的输出端连接，第十运算放大器[U10A]的输出端作为第二通道电路的输出端y；所述第三通道电路包括滑动变阻器[R38]、第三十八电阻[R39]、第三十九电阻[R40]、第四十电阻[R41]、第四十一电阻[R42]、第四十二电阻[R43]、第四十三电阻[R44]、第四十四电阻[R45]、第四十五电阻[R46]、第四十六电阻[R47]、第四十七电阻[R48]、第四十八电阻[R49]、第四十九电阻[R50]、第五十电阻[R51]、第五十一电阻[R52]、第五十二电阻[R53]、第十六电容[C16]、第十七电容[C17]、第十八电容[C18]、第十九电容[C19]、第二十电容[C20]、第二十一电容[C21]、第一二极管[D1]、第二二极管[D2]、第十一运算放大器[U11A]、第十二运算放大器[U12A]、第十三运算放大器[U13A]和第十四运算放大器[U14A]；滑动变阻器[R38]的一个固定端作为第三通道电路的输入端y，滑动变阻器[R38]的滑动端与第一二极管[D1]的正端连接，第一二极管[D1]的负端与第十一运算放大器[U11A]的负输入端连接，第十一运算放大器[U11A]的正输入端与地连接，第一二极管[D1]的负端同时与第三十八电阻[R39]的一端连接，第一二极管[D1]的正端同时与第二二极管[D2]的负端连接，第三十八电阻[R39]的另一端与第十一运算放大器[U11A]的输出端连接，第三十八电阻[R39]的另一端同时与第三十九电阻[R40]的一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端与第二二极管[D2]的正端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第四十电阻[R41]的一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第四十一电阻[R42]的一端连接，第四十一电阻[R42]的另一端与第四十二电阻[R43]的一端连接，第四十二电阻[R43]的另一端与第四十三电阻[R44]的一端连接，第四十三电阻[R44]的另一端与第四十四电阻[R45]的一端连接，第四十四电阻[R45]的另一端与第四十五电阻[R46]的一端连接，第四十五电阻[R46]的另一端与第四十六电阻[R47]的一端连接，第四十六电阻[R47]的另一端与第四十七电阻[R48]的一端连接，第四十七电阻[R48]的另一端与第四十八电阻[R49]的一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第十六电容[C16]的一端连接，第十六电容[C16]的另一端与第十七电容[C17]的一端连接，第十七电容[C17]的另一端与第四十五电阻[R46]的另一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第十八电容[C18]的一端连接，第十八电容[C18]的另一端与第十九电容[C19]的一端连接，第十九电容[C19]的另一端与第四十七电阻[R48]的另一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第二十电容[C20]的一端连接，第二十电容[C20]的另一端与第四十八电阻[R49]的另一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第二十一电容[C21]的一端连接，第二十一电容[C21]的另一端与第四十八电阻[R49]的另一端连接，第三十九电阻[R40]的另一端同时与第十二运算放大器[U12A]的负输入端连接，第十二运算放大器[U12A的正输入端与地连接，第十二运算放大器[U12A的输出端与第四十八电阻[R49]的另一端连接，第四十电阻[R41]的另一端与第四十八电阻[R49]的另一端连接，四十电阻[R41]的另一端同时与第四十九电阻[R50]的一端连接，第四十九电阻[R50]的另一端与第五十电阻[R51]的一端连接，第四十九电阻[R50]的另一端同时与第十三运算放大器[U13A]的负输入端连接，第十三运算放大器[U13A]的正输入端与地连接，五十电阻[R51]的另一端与第十三运算放大器[U13A]的输出端连接，第十三运算放大器[U13A]的输出端同时与第五十一电阻[R52]的一端连接，第五十一电阻[R52]的另一端与第五十二电阻[R53]的一端连接，第五十一电阻[R52]的另一端同时与第十四运算放大器[U14A]的负输入端连接，第十四运算放大器[U14A]的正输入端与地连接，第五十二电阻[R53]的另一端作为第三通道电路的输出端z'。