1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
21世纪以来,混沌研究从物理学领域逐渐的应用于其他各种领域,为人们的生活带来了巨大的方便。
大量的文献资料研究了混沌系统在各个领域方向的应用,特别是在混沌保密通信领域更是体现了它巨大的优势。
因为随着信息技术的发展和网络通信的普及,网络安全成为人们所关心的焦点问题,采取何种技术对信息进行加密显得越来越重要。
2. 研究的基本内容和问题
近年来,分数阶动力学系统的混沌控制与同步是混沌研究的热点,虽然整数阶动力系统的混沌控制与同步进行了一定的研究,并取得了一些初步的成果,但是能不能将这些成果完全应用到分数阶动力学系统中去,这还是现在一个需要迫切研究的课题。
由于分数阶和离散型混沌系统比整数阶混沌系统更能反映实际的现象,分数阶混沌系统在材料记忆、遗传等领域的应用中比整数阶系统具有更强的记忆功能;分数阶pid控制器比整数阶具有更大的调节范围。
各国的学者和专家纷纷开始研究分数阶混沌控制与混沌同步、分数阶数字信号处理、分数阶电路、分数阶混沌和超混沌等。
3. 研究的方法与方案
分数阶线性系统稳定性理论目前在分数阶混沌系统同步上用得较多,且近年来,分数阶微积分理论和混沌系统紧密结合在一起。
以驱动一响应同步法、级联同步为主要方法,常微分理论为基础,构造数值模拟和图形图像拟合对比主线,逐一从理论、算法及具体计算等几个环节达到纵向完善,并力求研究过程中的横向结合,致力于提高计算机和分数阶超混沌系统同步原理在微分问题中的应用。
常微分方程与计算机在理论和算法上的相互转换和借鉴是研究和实现分数阶超混沌系统同步研究的必经之路。
4. 研究创新点
(i)本毕业设计研究基于符号与数值的计算机处理方法,探索分数阶超混沌系统的同步算法及机械化实现问题,解决其中复杂的公式推演问题,编制相应的符号计算软件,为实际问题的解决提供新的原理和工具。
因此,选题本身具有前沿性。
(ii)分数阶超混沌系统因具有更为复杂的动力学特性,在保密通信、神经网络、生物医学等领域中有着重要的应用价值和发展前景,而本毕业设计是致力于通过构造适当的分数阶微分算子,并应用数值仿真的方法验证了该方案的有效性及可行性,实现这些超混沌系统的同步问题,因此得到的研究结果必然是重要的,而且将可能为混沌系统在与之相关领域中的应用提供某些理论指导。
5. 研究计划与进展
2016年9月2017年2月认真查阅参考文献,学习毕业设计中所涉及的相关知识和理论,如:常微分方程中的稳定理论、混沌系统理论、目前所存在的混沌同步算法和计算机数值模拟技术等。
2017年3月2017年6月提出研究分数阶超混沌系统的同步算法,并利用图形图像分析,验证算法的有效性。
