基于自适应观测器的混沌保密通信系统

基于Rossler超混沌系统模糊同步的保密通信方案张文波;吴晓平【期刊名称】《计算机与数字工程》【年(卷),期】2011(39)4【摘要】Based on the T-S model of the Rossler hyperchaotic system, the fuctions of the transmitter system and the receiver system of the fuzzy modulation is designned. The fuzzy synchronization of the transmittig system and the receiver system is used to finish the secure communication. The Exact Linearization Theory(EL) is used to fimplify the function of the error system for synchronization. The modilation parameter matrixes are given by the Lyapunov stability theory. The simulation examples are given to demonstrate the validity of the proposed scheme of fuzzy synchronization secure communication.%在对Rossler超混沌系统模糊建模的基础上,构造了模糊调制过程的发射系统与接收系统,并通过实现接收系统与发射系统的同步来实现信号的解调,进而实现了保密通信.在研究接收系统和发射系统的同步时,运用精确线性化方法对同步误差系统进行了简化,并通过Lyapunov稳定性条件的推导确定了两个系统的同步条件,进而得到了调制参数矩阵的求解方法.仿真结果验证了该模糊混沌保密通信方案的有效性和实用性.【总页数】4页(P90-93)【作者】张文波;吴晓平【作者单位】海军工程大学电子工程学院,武汉430033;92854部队, 湛江524005;92854部队, 湛江524005【正文语种】中文【中图分类】TP273【相关文献】1.基于状态观测器的超混沌投影同步保密通信方案 [J], 吴沂霖;李歌;张晶2.基于Lorenz超混沌系统模糊渐近同步的保密通信系统 [J], 宋福圣;韩希昌;迟新利3.Rossler超混沌系统的非线性同步方法研究 [J], 朱夜明;乔宗敏4.基于超混沌系统自适应广义函数投影滞后同步的保密通信 [J], 柴秀丽;甘志华;闫萍5.基于状态观测器的超混沌投影同步保密通信方案 [J], 吴沂霖;李歌;张晶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于四维超混沌系统观测器的语音通讯保密机制的研究
陈鹏飞;钱以迅
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2018(35)1
【摘要】基于超混沌系统的观测器,文章研究设计了信号系统的保密通信算法.阐述了超混沌系统以及观测器这两者的理论,然后利用渐近观测器对保密通信的算法进行设计.最后,基于Matlab验证了设计算法的有效性.其中,还对Simulink及相关主要框图和仿真进行了介绍.
【总页数】3页(P28-29,32)
【作者】陈鹏飞;钱以迅
【作者单位】苏州大学文正学院,江苏苏州215104;苏州大学文正学院,江苏苏州215104
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种新的基于四维忆阻超混沌系统的医学图像加密算法研究 [J], 柴秀丽;程云龙
2.基于观测器同步的超混沌系统加密算法研究 [J], 卢辉斌;种小庆;王强;夏翠玲
3.基于共轭Lorenz系统的新四维超混沌系统研究 [J], 欧斌;杨启贵
4.基于状态观测器的超混沌系统的同步研究 [J], 张济仕; 夏保胜
5.基于新四维混沌系统的复杂网络的混沌保密通信及噪声研究 [J], 付宏睿;董永刚;张建刚
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参数切换统一混沌系统的自适应保密通信
瞿少成;王晓燕;龚美静
【期刊名称】《计算机工程与设计》
【年(卷),期】2009(030)012
【摘要】根据Lyapunov稳定性定理,利用Lyapunov直接法构造非线性函数,通过采用系统参数自适应率和控制器,使得统一混沌系统能够在较短的时间内与参数切换的驱动统一混沌系统达到同步,利用基于Mallab的Simulink技术进行数值仿真,并将自适应同步的统一混沌系统应用到混沌掩盖保密通信中.仿真结果表明,响应统一混沌系统能够快速跟踪参数随机切换的驱动统一混沌系统并达到同步,混沌掩盖通信系统中有用信号能够在接受端得到有效的恢复.
【总页数】4页(P2919-2921,2924)
【作者】瞿少成;王晓燕;龚美静
【作者单位】华中师范大学,信息技术系,湖北,武汉,430079;华中师范大学,信息技术系,湖北,武汉,430079;华中师范大学,信息技术系,湖北,武汉,430079
【正文语种】中文
【中图分类】TP309
【相关文献】
1.基于混沌参数切换逆映射的混沌通信系统 [J], 陈建国;张兴周
2.一种基于多涡卷混沌系统的切换调制保密通信 [J], 黄沄;赵卫峰;张鹏
3.基于统一混沌系统参数调制的保密通信方案 [J], 刘杰
4.未知参数统一混沌系统同步及其保密通信应用 [J], 王灿妮; 蔡建平; 何建斌
5.未知参数统一混沌系统同步及其保密通信应用 [J], 王灿妮; 蔡建平; 何建斌因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于统一混沌系统参数调制的保密通信方案
刘杰
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2002(000)009
【摘要】提出一类基于新近提出的统一混沌系统的参数自适应调制解调保密方案,利用Lyapunov函数方法对方案的可行性进行了证明,数值仿真实例表明了本方案的可行性;同时指出,如在保密通信装置的接收端加上一个低通滤波器(low pass fliter),即使被携带传输的信号含有噪声也能被成功解调.
【总页数】3页(P26-28)
【作者】刘杰
【作者单位】武汉大学数学与统计学院应用数学系,湖北,430076
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.一种参数调制的混沌保密通信方案的分析 [J], 刘光友;李智;卢均治;陈康
2.基于状态观测器的超混沌投影同步保密通信方案 [J], 吴沂霖;李歌;张晶
3.基于超混沌Lorenz系统的自适应异步抗噪声保密通信方案 [J], 阿布都热合曼·卡的尔;米热古丽·艾力;木塔力甫·沙塔尔
4.一种基于两级混沌调制保密通信方案的研究 [J], 兀旦晖;宋玲芳
5.基于混沌的量子保密通信方案研究 [J], 廖龙霞;陈龙
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混沌保密系统同步实现和研究摘要混沌系统的运动是一种确定性的非线性运动，它运动轨迹非常复杂但又不完全随机，在实际的系统中也可以观察到它的存在。

由于混沌运动的不稳定性和长时间发展趋势的不可预见性，控制和利用混沌就成了混沌研究的关键环节。

混沌信号具有遍历性、非周期、连续宽带频谱、似噪声的特性，特别适合于保密通信领域。

由于混沌同步研究的广阔应用前景，它一直是非线性科学领域的热点研究课题之一。

本文主要研究了混沌动力学系统中超混沌系统的同步控制方法的。

设计了滑模控制器、自适应滑模控制器、鲁棒控制器、状态反馈控制器实现了两个系统的同步。

具体内容如下：（1）针对带有外部扰动和不确定性的相同或不同超混沌系统设计了主动滑模控制器，实现了系统的同步与反同步。

针对滑模控制器存在的抖振问题，利用tanh函数替代符号函数，达到了消除抖动的目的。

以超混沌Lorenz系统和Chen系统为例，实现两系统的同步与反同步，通过数值仿真验证了设计的控制器的有效性。

（2）针对一类扰动和不确定性上界未知的超混沌系统，设计了自适应主动滑模控制器，达到了很好的同步与反同步效果。

在此基础上对控制器消抖进行了研究，设计了一个新的自适应控制器消除传统滑模的抖动现象。

（3）针对一类带不确定性和外界扰动的超混沌系统的同步问题进行了输入状态稳定控制研究。

基于输入状态稳定理论和李雅普诺夫稳定理论，设计了线性误差反馈控制器来保证同步误差系统逐渐稳定,反馈增益由Matlab中线性矩阵不等式工具箱解一个线性不等式（LMI）得到。

（4）针对一类带不确定性的超混沌系统同步问题进行研究，设计了一个静态输出反馈模糊控制器。

基于T-S模型将非线性系统线性化，利用迭代LMI方法得到线性误差反馈增益矩阵误差系统逐渐稳定。

关键词：混沌同步；主动滑模控制；自适应主动滑模控制；鲁棒控制；线性矩阵不等式（LMI）；李雅普诺夫稳定；输入状态稳定；T-S模糊模型AbstractChaotic motion is a complex nonlinear motion，whose trajectory of the orbits in the phase plane is very complex but not stochastic. The chaotic phenomena have been observed in a lot of real systems and the research on chaos has been focused on chaotic control and application now. The dynamic properties of chaos signal such as ergodicity , aperodic，uncorrelated，broad band and noise-like have been proved to be useful of communication systems and in describing and diagnosing nonlinear dynamic systems. The complexity，singularity and wide potential application of chaotic dynamic systems make the research on the chaotic control and synchronization theory to be more challenging. The research in this field becomes a new research focus in nonlinear science fields.The main contents of this paper contain the analysis on control and synchronization of chaotic systems. The synchronization of chaotic systems has been attained by active sliding mode controller, active adaptive sliding mode controller, state feedback controller. In this paper，the main contributions are following:(1)Under the existence of system uncertainties, external disturbances, the active sliding mode controller is proposed to realize synchronization and anti- synchronization between two hyperchaotic systems. The continuous tanh function is used to replace the discontinuous sign function in the control law and hence a control input is smooth without chattering. Simulation results show that the proposed controllers can give good control effects.(2) The active adaptive sliding mode controller is designed for synchronization of hyperchaotic systems with uncertainties and external disturbances. The adaptive updating law is designed to estate the bound of the uncertainties and external disturbances. The continuous function is used to replace the discontinuous sign function in the control law and hence a control signal is smooth without chattering action.(3) The synchronization of hyperchaotic systems with uncertainties and external disturbances is investigated . Based on Lyapunov theory and input-to-state stable theory, a linear state feedback controller is presented to guarantee the asymptotic stability. The error feedback gain matrix can be obtained by the linear matrix inequality (LMI) using the MATLAB LMI Toolbox.(4) The static output feedback fuzzy (SOFF) control approach is proposed to deal with the problem of synchronization of two identical hyperchaotic systems. The T-S fuzzy model is employed to represent many typical nonlinear hyperchaotic systems. An iterative linear matrix inequality (ILMI) algorithm is proposed to compute the feedback gain of the suboptimal SOFF controller.Keywords：chaotic synchronization; active sliding mode control; active adaptive sliding mode control; robust control; linear matrix inequality; Lyapunov Stability; Input-to-State Stability; T-S fuzzy model目录第一章绪论 (1)1.1混沌系统的研究背景 (1)1.2混沌理论概述 (1)1.2.1 混沌理论的起源与发展 (1)1.2.2 混沌的定义 (2)1.2.3 混沌的几个常用概念 (3)1.2.4 混沌的基本特征 (4)1.2.5 几种混沌分析方法 (5)1.2.6 常见的几种同步形式 (6)1.3国内外发展现状 (6)1.3.1 混沌同步研究现状 (6)1.3.2 混沌同步研究的发展趋势 (8)1.4本课题主要研究内容 (8)第二章基于主动滑模控制的混沌同步 (10)2.1滑模变结构控制的基本理论 (10)2.1.1 滑模变结构控制的定义 (10)2.1.2 滑模的定义 (11)2.1.3 滑模控制的定义 (11)2.2主动滑模控制器的设计 (12)2.2.1 同步误差系统的描述 (12)2.2.2 主动滑模控制器的设计 (12)2.2.3 稳定性分析 (13)2.3数值仿真 (14)2.3.1两个超混沌Chen系统的同步 (15)2.3.2 超混沌Lorenz系统和Chen系统的反同步 (18)2.4本章小结 (21)第三章基于自适应主动滑模控制的混沌同步 (22)3.1自适应控制的基本理论 (22)3.1.1自适应控制的介绍 (22)3.1.2模型参考自适应控制器的一般设计方法 (22)3.2自适应主动滑模控制器的设计 (23)3.2.1 控制器设计 (24)3.2.2稳定性分析 (24)3.3数值仿真 (25)3.3.1 两个超混沌Chen系统的同步 (25)3.3.2 超混沌Lorezn系统和 Chen系统的反同步 (29)3.4本章小结 (32)第四章基于输入状态稳定控制的混沌同步 (33)4.1输入状态稳定的基本理论 (33)4.2ＬＭＩ方法介绍 (34)4.2.1 LMI的一般表示 (34)4.2.2 LMI的标准问题 (35)4.3线性状态控制器的设计 (36)4.3.1 同步误差系统的描述 (36)4.3.2 线性状态控制器的设计与分析 (37)4.4数值仿真 (38)4.4.1 超混沌Lorenz系统的同步 (38)4.4.2 超混沌Chen系统的同步 (41)4.5本章小结 (43)第五章基于T-S模型和迭代LMI方法的超混沌同步 (45)5.1超混沌同步系统的T-S模糊模型 (45)5.1.1 T-S模糊模型介绍 (45)5.1.2 超混沌同步系统的T–S模糊模型 (46)5.2.静态输出反馈控制器的设计和分析 (47)5.3数值仿真 (49)5.4本章小结 (52)第六章总结与展望 (53)致谢............................................ 错误！未定义书签。

基于混沌同步的保密通信
戴志诚;汪秉文
【期刊名称】《系统工程与电子技术》
【年(卷),期】2007(29)5
【摘要】针对网络数据传输的安全问题,提出了一种基于混沌同步的保密通信方法.通过设计非线性状态观测器,构造了两个混沌系统并使其保持同步,从而实现加密信号的完全再现.同时分析了同步系统的稳定性,给出了设计非线性状态观测器的方法.应用熟知的Rossler混沌系统构建保密通信系统,并进行分析和仿真.仿真结果表明,该方法具有设计简单、同步速度快、保密程度高等特点.
【总页数】4页(P699-702)
【作者】戴志诚;汪秉文
【作者单位】华中科技大学控制科学与工程系,湖北,武汉430074;华中科技大学控制科学与工程系,湖北,武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】TP273;TP183
【相关文献】
1.基于genesio-lorenz混沌同步和反同步系统设计及其在保密通信领域中的应用[J], 庞晶;张国勇;苏双臣;王群
2.基于反馈调节函数投影同步的混沌保密通信研究 [J], 陈镜伯;冯平;唐宏;陈杰睿
3.基于混沌导频信号同步控制的混沌保密通信 [J], 李国华
4.基于新四翼混沌系统的复杂网络的混沌同步及其在保密通信中的应用 [J], 付宏
睿;史红涛;张建刚
5.基于双向混沌同步的保密光通信系统研究 [J], 王识;邢甜甜;王俊华;王增;江飞;田晶
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统一混沌系统的状态观测器同步控制及其在保密通信中的应用牟俊;王智森;康丽
【期刊名称】《大连工业大学学报》
【年(卷),期】2008(27)2
【摘要】通过设计合适的状态观测器,实现了统一混沌系统的同步,并讨论了其同步性能,并在此基础上提出了两种新型混沌保密通信方案,其中一种不需要混沌同步即可实现保密通信.讨论了两种混沌保密通信方案的仿真性能,仿真结果证明了所述方案的有效性.
【总页数】5页(P162-166)
【作者】牟俊;王智森;康丽
【作者单位】大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁,大连,116034;大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁,大连,116034
【正文语种】中文
【中图分类】TN918
【相关文献】
1.基于状态观测器的分数阶统一混沌系统的同步控制
2.一个新混沌系统的同步控制及其在保密通信中的应用
3.基于线性状态观测器的混沌同步及其在保密通信中的应用
4.统一混沌系统同步控制及在保密通信中的应用
5.统一混沌系统的混沌观测器同步控制及其应用
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[收稿日期]6　[作者简介]吴先用(63),男,5年大学毕业,副教授,博士生,现主要从事混沌同步与信息隐藏方面的教学与研究。

一种基于混沌同步的保密通信方案的设计 吴先用　(长江大学电子信息学院,湖北荆州434023;华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074) 张红民　(长江大学计算机科学学院,湖北荆州434023) 李　涛　(华中科技大学控制科学与工程系,湖北武汉430074)[摘要]提出了一种新的基于混沌同步的保密通信方案。

首先在发射端和接收端分别构建一个驱动系统及相应的响应系统。

在发射端将信息信号调制到混沌变量中成为混沌传输信号,然后基于Lyapunov 稳定性理论使两混沌系统达到同步,在接收端对混沌传输信号进行解调从而恢复出信息信号,混沌系统的初始条件和系统参数作为解调密钥。

理论分析和数值仿真结果表明该方案是可行的。

[关键词]保密通信;混沌;混沌同步;驱动系统;响应系统[中图分类号]O41515[文献标识码]A [文章编号]16731409(2006)04007003自1990年Pecora 和Carroll 发现混沌同步以来[1],混沌同步的研究已在光学系统、生物系统、化学反应和信息通讯工程等各个领域展开,混沌同步与控制迅速成为非线性研究领域的研究热点。

近年来,专家们提出了许多实现混沌同步的方法[2～4]。

随着混沌同步概念的提出,利用混沌信号的宽频谱和类噪声特性进行保密通信就成为当前混沌研究领域的热点。

而且和传统的DES 和R SA 加密算法不同的是,其混沌加密速度几乎和密钥长度无关。

基于混沌的保密通信算法的基本思想是,用混沌信号来传输信息信号,信息信号隐藏于传输信号中并送到发射端(加密),为了恢复原始信息信号,在接收端构建一个同步动力系统来同步发射端系统(解密)。

因此保密通信的实质是实现接收端与发射端的同步。

基于混沌进行保密通信的方法已多有报道,如K ocarev 和王兴元等人基于非线性状态观测器,采用混沌掩盖法以掩盖传输信息[5,6];Dedieu 等人利用多个混沌发生器间切换的混沌键控法来产生传输信号[7];Halle 和Itoh 等人采用混沌调制法用于保密通信[8,9];Liao 等人基于Bell man 2Gronwall 不等式构造了状态观测器,并将其应用到混沌系统的保密通信中。

基于超混沌的保密通信系统
禹思敏;丘水生
【期刊名称】《电波科学学报》
【年(卷),期】2001(016)002
【摘要】建立一种基于变型蔡氏电路的超混沌语音保密通信方案.在发端,利用变型蔡氏电路对发送信号进行调制,在收端对其进行逆变换解调出原信号.根据单向耦合法实现收发系统之间的同步,分析了同步的收敛特性.在此基础上设计硬件实验电路,进行传送语音信号的硬件实验研究,给出了实验结果.
【总页数】5页(P266-270)
【作者】禹思敏;丘水生
【作者单位】广东工业大学信息工程学院,;华南理工大学电子与信息学院,
【正文语种】中文
【中图分类】TN918.8
【相关文献】
1.基于Lorenz超混沌系统模糊渐近同步的保密通信系统 [J], 宋福圣;韩希昌;迟新利
2.利用移动键控和耦合超混沌系统实现异步十六进制数字保密通信系统 [J], 阿布都热合曼·卡的尔;木塔力甫·沙塔尔;米热古丽·艾力
3.基于状态观测器的超混沌保密通信系统的设计 [J], 王剑;万里勇;李磊
4.基于状态观测器的超混沌保密通信系统的设计方法 [J], 蒋品群;罗晓曙;汪秉宏
5.基于状态观测器的超混沌同步保密通信系统 [J], 厉小润;赵辽英;赵光宙
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