Розроблення, моделювання та дослідження нового неавтономного хаотичного генератора

Ключові слова: хаос, неавтономний генератор, MultiSim

Анотація

У даній роботі представлена нова версія схеми неавтономного хаотичного генератора з нелінійністю "діод-операційний підсилювач". Це свого роду одна із найпростіших схем, яка проявляє хаотичну поведінку. Дана схема неавтономного хаотичного генератора містить чотири резистора, один конденсатор, одну котушку індуктивності, два діоди з одним операційним підсилювачем і зовнішню періодичну силу. Найпростіший нелінійний елемент, спроектований таким чином, щоби отримати кусково-лінійну характеристику, тобто комбінацію одного операційного підсилювача з двома діодами, що ввімкнені назустріч один одному. Для реалізації нелінійності, для двох діодів не потрібно окремого джерела живлення, а тільки достатньо лише одного двополярного живлення для операційного підсилювача. Приведено схему для під’єднання та дослідження нелінійного елементу, а також результати комп’ютерного моделювання, тобто вольт-амперну характеристику (ВАХ) при певних значеннях номіналів компонентів схеми. За допомогою одного із найсучасніших програмних середовищ проведено схемотехнічний аналіз та представлено результати комп’ютерного моделювання нового неавтономного генератора, що генерує хаотичні коливання. В даному випадку було застосовано програмне середовище MultіSіm компанії National Instruments. Досліджена поведінка системи за допомогою чисельного моделювання, використовуючи відомі інструменти нелінійної теорії, такі як фазовий портрет (хаотичний атрактор) і часові розподіли хаотичних координат. Тобто представлено сигнал до нелінійного елемента (синусоїдальний), і відповідно згенерований після нелінійного елементу – хаотичні коливання. Запропонована неавтономна схема генератора, що генерує хаотичні коливання, може бути використана як основна частина сучасних систем передавання і приймання інформації для маскування і дешифрування носія інформації.

Біографії авторів

V. B. Rusyn, Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича, м. Чернівці

Русин В., PhD, асистент

I. Pavlyukevich, Університет Фрідріха Шиллера в Єні

Павлюкевич І., д.т.н., професор факультету математики та інформатики

L. Pribylova, Масарицький університет

Прибилова Л., Ph.D., доцент

H. Ch. Skiadas, Технічний університет Криту

Скідас Х. Ч., PhD, проф. кафедри машинобудування та управління виробництвом

Посилання

Chua L. (1971) Memristor – the missing circuit element IEEE Trans. Circuit Theory, Vol. 18, No. 5, pp. 507–519. DOI: 10.1109/TCT.1971.1083337

Leon Chua (2013) Memristor Hodgkin-Huxley and edge of chaos Nanotechnology, Vol. 24, No. 38, pp. 383001. DOI: 10.1088/0957-4484/24/38/383001

S. P. Adhikari, H. Kim, R. K. Budhathoki, C. Yang and L. O. Chua (2015) A circuit-based learning architecture for multilayer neural networks with memristor bridge synapses IEEE Trans. Circuits Syst. I Reg. Papers, Vol. 62, No. 1, pp. 215-223. DOI: 10.1109/TCSI.2014.2359717

M. D. Gregory and D. H. Werner (2015) Application of the memristor in reconfigurable electromagnetic devices IEEE Antennas Propag. Mag., Vol. 57, No. 1, pp. 239-248. DOI: 10.1109/MAP.2015.2397153

D. Yu, C. Zheng, H. H. C. Iu, T. Fernando and L. O. Chua (2017) A New Circuit for Emulating Memristors Using Inductive Coupling IEEE Access, Vol. 5, pp. 1284-1295. DOI: 10.1109/ACCESS.2017.2649573

Ascoli A., Tetzlaff R., Biey M. and Chua L. O. (2017) Fractional memristor European Conference on Circuit Theory and Design (ECCTD), Catania, pp. 1-4. DOI: 10.1109/ECCTD.2017.8093268

Frank Z. Wang, Luping Shi, Huaqiang Wu, Na Helian and Leon O. Chua (2017) Fractional memristor Appl. Phys. Lett., Vol. 111, pp. 243502. DOI: 10.1063/1.5000919

Makoto Itoh and Leon Chua (2017) Dynamics of Hamiltonian Systems and Memristor Circuits International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 27, No. 2, pp. 1730005. DOI: 10.1142/S0218127417300051

Zubaer Mannan, Hyuncheol Choi, Vetriveeran Rajamani, Hyongsuk Kim and Leon Chua (2017) Chua Corsage Memristor: Phase Portraits, Basin of Attraction, and Coexisting Pinched Hysteresis Loops International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 27, No. 3, pp. 1730011. DOI: 10.1142/S0218127417300117

Khrapko Sviatoslav, Rusyn Volodymyr and Politansky Leonid (2018) Investigation of the memristor nonlinear properties. IAPGOS, No. 1, pp. 12-15. DOI: 10.5604/01.3001.0010.8544

Hajnova V. and Pribylova L. (2017) Two-parameter bifurcations in LPA model. Journal of Mathematical Biology, Vol. 75, No. 5., pp. 1235–1251. DOI: 10.1007/s00285-017-1115-8

Rusyn V. and Savko O. (2016) Modeling of Chaotic Behavior in the Economic Model. Chaotic Modeling and Simulation. An International Journal of Nonlinear Science, No. 3. pp. 291–298.

Pribylova L. (2009) Bifurcation routes to chaos in an extended Van der Pol’s equation applied to economic models Electronic Journal of Differential Equations, Vol. 53, pp. 1–21.

Horley P. P., Kushnir M., Morales-Meza M., Sukhov A. and Rusyn V. (2016) Period-doubling bifurcation cascade observed in a ferromagnetic nanoparticle under the action of a spin-polarized current Physica B: Condensed Matter, Vol. 486, pp. 60–63. DOI: 10.1016/j.physb.2015.12.010

Rusyn V., Kushnir M. and Galameiko O. (2012) Hyperchaotic Control by Thresholding Method. Proceedings of International Conference on Modern Problem of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science, p. 67.

Rusyn, V. B. (2014) Modelling and Research of Chaotic Rossler System with LabView and Multisim Software Environment Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., Vol. 59, No. 4, pp. 21-28.

Rusyn, V. B., Stancu, A. and Stoleriu, L. (2015) Modeling and Control of Chaotic Multi-Scroll Jerk System in LabView Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., No. 63, pp. 94-99.

Rusyn, V. B., Pribylova, L. and Dimitriu, D.-G. (2018) Control of the modified chaotic Chua's circuit using threshold method Visn. NTUU KPI, Ser. Radioteh. radioaparatobuduv., No. 75, pp. 61-65.

Опубліковано
2019-06-08
Як цитувати
Rusyn, V. B., Pavlyukevich, I., Pribylova, L. і Skiadas, H. C. (2019) «Розроблення, моделювання та дослідження нового неавтономного хаотичного генератора», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, 0(77), с. 13-16. doi: 10.20535/RADAP.2019.77.13-16.
Номер
Розділ
Радіотехнічні кола та сигнали