Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Радиотехнические и телевизионные системы

Диссертационная работа:

Ценцевицкий Андрей Андреевич. Квазирезонансные стабилизирующие воздействия на нелинейные системы с хаотической динамикой (Анализ и синтез) : Дис. ... канд. техн. наук : 05.12.04 : Казань, 2004 122 c. РГБ ОД, 61:05-5/1628

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 7

Глава 1. Сравнительный анализ методов исследования нелинейных

динамических систем с хаотическим поведением. 15

1.1 .Отличительные особенности динамических систем с
хаотическим поведением. 15

1.2. Сравнительный анализ методов анализа динамических
систем. 24

1.3. Представление динамических систем в виде нелинейного
осциллятора. 30

Выводы по главе. 33

Глава 2, Анализ поведения нелинейных динамических систем на
основе представления в виде нелинейного осциллятора. 34

2.1. Анализ поведения динамической системы Лоренца на
основе обобщенных параметров нелинейного осциллятора. 34

2.2. Анализ поведения динамической системы Ресслера на

основе представления в виде нелинейного осциллятора. 44

2.3. Аналитическая оценка качественного поведения
динамической системы Лоренца на основе представления в виде
нелинейного осциллятора. 50

2.4. Анализ поведения динамических систем Дуффинга и Ван-
дер-Поля на основе представления в виде нелинейного осциллятора. 56

Выводы по главе. 65

Глава 3 Синтез внешних квазирезонансных стабилизирующих
воздействий на динамические системы с хаотическим поведением. 66

3.1. Синтез внешних квазирезонансных стабилизирующих воздействий на динамическую систему Лоренца и их исследование с

точки зрения энергетической эффективности. 66

  1. Синтез квазирезонансных стабилизирующих воздействий на динамическую систему Ресслера на основе представления в виде обобщенного нелинейного осциллятора. 82

  2. Стабилизация систем Ван-дер-Поля и Дуффинга внешними квазирезонансными воздействиями. 87

Выводы по главе. 92

Глава 4. Применение квазирезонансных стабилизирующих
воздействий в нелинейных системах с хаотической динамикой. 93

4.1. Математическое моделирование квазирезонансных
стабилизирующих воздействий на динамическую систему Лоренца

при помощи программного пакета Mathcad. 93

  1. Применение квазирезонансных воздействий для получения псевдослучайных последовательностей. 99

  2. Применение результатов исследования поведения системы Лоренца для анализа динамики квантового генератора с нестационарными параметрами резонатора. 106 Заключение 108 Литература ПО

Введение к работе:

Ю%$Ъ

Актуальность темы.

Интенсивное изучение нелинейных систем с хаотической динамикой в последние два-три десятилетия обусловлено их многочисленными практическими приложениями в различных областях науки и техники. В радиотехнике нелинейные динамические системы с хаотическим поведением применяются для описания динамики процессов, происходящих в квантовых генераторах, автогенераторах с инерционной обратной связью, системах фазовой автоподстройки частоты, системах стабилизации и нагрева плазмы, в конфиденциальных системах связи, использующих хаотические сигналы.

Важнейшей особенностью нелинейных систем с динамическим хаосом является возможность возникновения в них двух принципиально различных режимов - регулярного и хаотического. Актуальной является задача обеспечения требуемого режима работы радиофизических устройств и систем с динамическим хаосом. Создание квантовых генераторов с высокой стабильностью частоты излучения затруднено возможностью появления нерегулярного режима колебаний в активном веществе лазера. В системах фазовой автоподстройки частоты, являющихся основой построения многих устройств в системах связи и радиолокации, при переходе к фильтрам второго и более высоких порядков, возникновение хаотического режима под влиянием изменения параметров схем, наличия паразитных связей и т.д. приводит к сбою в работе системы. Обеспечение регулярного режима работы является необходимым условием увеличения надежности и улучшения характеристик этих систем. Широкое применение нелинейных систем с хаотической динамикой в качестве формирователей псевдослучайных сигналов вызывает необходимость обеспечения воспроизводимости их параметров и статистических характеристик, в связи с чем возникает потребность стабилизации стохастического режима источников хаотического сигнала.

В настоящее время не существует общих методов решения систем дифференциальных уравнений, порождающих динамический хаос. К эффективным методам исследования нелинейных систем с хаотической динамикой следует отнести метод точечных отображений Пуанкаре, метод функций Ляпунова, метод расщепления сепаратрис Мельникова, метод геометрических представлений, метод математического моделирования с применением ЭВМ.

Исследованию динамического хаоса и его применений посвящены работы М.Либермана, АЛихтенберга, ЭЛоренца, Г.Хакена, О.Ресслера, Д.Рюэля, Ф.Такенса, Л.Чжуа. Среди отечественных ученых необходимо выделить имена В.С.Анищенко, А.С.Дмитриева, А.Н.Ораевского, М.И.Рабиновича, ЮЛ.Климонтовича, М.В.Капранова, СП. Кузнецова, А.П.Кузнецова, В.Н.Кулешова, А.И.Панаса, В.А.Песошина, Ю.Е.Польского, В.В.Афанасьева, Д.И.Трубецкова, С.О.Старкова и других.

1 ьныиоши I

Задача стабилизации поведения нелинейных динамических систем с хаотическим поведением связана с проблемой обеспечения устойчивой работы радиотехнических и квантовых устройств, а также обеспечения работоспособности современных скрытных систем передачи, приема и хранения информации. Известны различные виды внешних стабилизирующих воздействий - инерционные, квазистационарные, параметрические, квазирезонансные, однако отсутствие общих методов анализа нелинейных систем с динамическим хаосом и общих методов синтеза стабилизирующих воздействий делает актуальной задачу поиска новых методов синтеза стабилизирующих воздействий на динамические системы с хаотическим поведением.

Цель работы - разработка метода анализа и синтеза внешних стабилизирующих квазирезонансных воздействий на сложные нелинейные системы с динамическим хаосом.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Представление нелинейных систем Лоренца, Ресслера, Дуффинга, Ван-
дер-Поля в виде нелинейного осциллятора с обобщенными параметрами -
обобщенным диссипативным и обобщенным свободным членом.

2. Изучение качественной взаимосвязи поведения нелинейных
динамических систем Лоренца, Ресслера, Дуффинга, Ван-дер-Поля с
характером изменения обобщенного свободного члена и обобщенного
диссинативного члена.

3. Синтез квазирезонансных стабилизирующих воздействий на основе
обобщенных параметров нелинейного осциллятора.

4. Анализ энергетической эффективности различных видов
стабилизирующих воздействий на динамические системы с хаотическим
поведением.

Методы исследований. В работе использованы количественные и качественные методы теории колебаний, методы качественной теории дифференциальных уравнений, методы математического моделирования и численного интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений.

Достоверность и обоснованность научных выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертационной работе, обеспечивается корректным использованием методов теории колебаний, результатами математического моделирования, сопоставлением с теоретическими и экспериментальными данными других авторов.

Научная новизна работы представлена следующими результатами:

1. Предложено представление нелинейных динамических систем Лоренца,
Ресслера, Дуффинга, Ван-дер-Поля в виде обобщенного нелинейного
осциллятора.

2. Определена качественная зависимость поведения нелинейных
динамических систем Лоренца, Ресслера, Дуффинга, Ван-дер-Поля от
характера изменения обобщенного диссипативного члена и обобщенного
свободного члена.

3. Развиты методы синтеза квазирезонансных стабилизирующих
воздействий.

4. Проведена оценка энергетической эффективности квазирезоиаисиых
стабилизирующих воздействий на нелинейные системы с динамическим
хаосом.

Практическая ценность, реализация и внедрение результатов исследований.

  1. Разработана методика оценки поведения нелинейных динамических систем Лоренца, Ресслера, Ван-дер-Поля, Дуффинга по характеру изменения обобщенных параметров системы - обобщенного свободного члена и обобщенного диссипативного члена.

  2. Разработано программное обеспечение для проведения численного моделирования стабилизирующих внешних воздействий на динамические системы Лоренца, Ресслера, Дуффинга, Ван-дер-Поля.

3. Обоснованы инженерные рекомендации выбора параметров
энергетически эффективных квазирезонансных стабилизирующих воздействий
в радиофизических устройствах с динамическим хаосом.

Результаты, полученные в ходе выполнения диссертации, вошли в материалы научно - исследовательских работ:

Научно-техническая программа «Научные исследования по приоритетным направлениям науки и техники», подпрограмма 209. Информационно-телекоммуникационные технологии, раздел 209.05 Теория и техника обработки и формирования сигналов в радиотехнических системах, НИР 209.05.01.34. «Управление регулярными и хаотическими колебаниями в нелинейных радио-и оптоэлектронных системах при помощи инерциальных воздействий», Гос. регистрац. № 01.2.00308758.

Программа развития приоритетных направлений науки в Республике Татарстан на 2001-2005 годы, НИР № 06-6.1-Ш/2002(Ф) с Академией наук РТ «Анализ стабилизирующих воздействий на различные виды нелинейных динамических систем со странными аттракторами при помощи моделирования на ЭВМ»; НИР №06-6.1-188/2004(Ф) «Методы -анализа и стабилизации нелинейных устройств и систем с динамическим хаосом».

Материалы диссертационной работы практически использованы в учебном процессе кафедры радиоэлектронных и квантовых устройств КГТУ при подготовке бакалавров, инженеров и магистров по специальностям 2007 и 2015 направления «Радиотехника».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

- Международная конференция «Современные проблемы физики и высокие технологии» (Томск, ТГУ, 2003г.)

- Юбилейная научно-техническая конференция «Автоматика и электронное приборостроение» (Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 2001г.)

- Итоговая конференция Республиканского конкурса научных работ среди
студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.ИЛобачевского (Казань,
КГУ им. В.И.Ульянова-Ленина, 2002г.);

- СНТК РТФ КГТУ им. А.Н.Туполева, посвященная дню Радио (Казань, КГТУ
им. А.Н.Туполева, 1998г.);

- СНТК РТФ КГТУ им. А.Н. Туполева, посвященная дню Радио, секция
«Радиотехника», (Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 1999г.);

- Итоговая университетская научно-техническая конференция студентов
(Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 1999г.);

Конференция молодых ученых, посвященная 10-летию ИВТ СО РАН (Новосибирск, 2000г.)

НТК «IX Всероссийские Туполевские чтения студентов» (Казань, КГТУ им. А.Н.Туполева, 2000)

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 13 печатных работах, включая 5 статей и 8 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Общий объем работы 122 страницы. Основной текст диссертации содержит 109 страниц машинописного текста, 108 формул, 44 рисунка и 9 таблиц. Список литературы содержит 112 наименований.

Подобные работы
Юбков Анатолий Викторович
Анализ и синтез сверхвысокочастотных малошумящих транзисторных усилителей с частотно-зависимыми обратными связями
Хафизов Динар Гафиятуллович
Синтез и анализ алгоритмов распознавания изображений пространственных групповых точечных объектов
Сурков Алексей Александрович
Анализ и синтез систем междупериодной комбинированной обработки многочастотных сигналов на фоне пассивных помех
Нгуен Зоан Хунг
Синтез и анализ алгоритмов радиолокационного определения характерных точек маршрута воздушного объекта
Голубинский Андрей Николаевич
Синтез и анализ радиотехнических устройств оценки углового положения источника радиоизлучения по сигналам переизлученным неоднородностями среды
Ворожцов Дмитрий Михайлович
Синтез и анализ нейросетевой системы обнаружения 3D изображений объектов рентгеновской томографии
Борисов Андрей Алексеевич
Анализ и синтез генераторов хаотических колебаний для цифрового кодирования информации
Роженцов Алексей Аркадьевич
Синтез и анализ систем распознавания изображений групповых точечных объектов с оценкой их потенциальной помехоустойчивости
Евдокимов Алексей Олегович
Синтез и анализ алгоритмов распознавания и оценки параметров изображений групповых точечных объектов в условиях ошибок обнаружения отдельных отметок
Ольшевский Александр Николаевич
Разработка методического обеспечения оценки устойчивости систем видеонаблюдения при внешних мощных электромагнитных воздействиях

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net