混沌通信实验报告范文
混沌实验报告
混沌实验报告一、实验目的1.了解保密通信的重要性；2.掌握掩盖法实现信号保密的基本原理；3.掌握高阶超混沌信号产生原理；4.掌握DSP或FPGA上具体实现方法。
二、实验原理掩盖法实现信号保密原理就是将传输信号与伪随机信号相迭加，受到放将接受到的加密信号去除伪随机信号可恢复出原始信号，在通信过程需要保持信号同步，而伪随机信号采用高阶超混沌发生器产生并经过非线性转化获得。
超混沌数学模型采用4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型：1010xx210.70x30004001.5x0x11x002g(x1,x3)0x3100x40其中g()为分段线性函数0.23(x1x31)x1x31g(x1,x3)0.2(x1x3)1x1x310.23(xx1)xx11313有四个输出变量可供选择。
非线性变换采用函数如下：en(t)g(z1,z2)k1z1k2z2其中k1、k2取整数，为非线性变换参数也是本加密方法的密钥，z1、z2为超混沌电路的任意两个输出变量。
经过非线性变换后的en(t)作为混沌掩盖载波，不同于任何一个超混沌电路的输出信号xi,i1,2,3,4，而是它们的非线性变换，两个非线性信号经过非线性变换后，产生了新的频率成分，显然信号复杂度更高了。
三、实验步骤1．构造有限长度的信号序列（如语音信号），或由图像转化所整数型信号序列；2．通过4阶Matsumoto-Chua-kobayashi模型产生超混沌序列；3．将超混沌序列掩盖信号序列并获得加密信号序列，然后通过信道传输出去；4．接受方受到信号后采用超混沌信号序列去掩盖获得原信号序列；5．将实现方案采用Matlab或C语言编程并仿真正确；6．在瑞泰DSP开发箱或周立功EDA开发箱进行实际测试。
四、实验结果及分析分析实验结果并提出如何改进建议，并完成实验报告。
非线性电路中的混沌现象实验报告
非线性电路中的混沌五：数据处理：1.计算电感L在这个实验中使用了相位测量。
根据RLC 谐振定律，当输入激励频率时LCf π21=，RLC 串联电路达到谐振，L 和C 的电压反向，示波器显示一条45度斜线穿过第二象限和第四象限。
实测：f=32.8kHz ；实验仪器标记：C=1.095nF 所以：mH C f L 50.21)108.32(10095.114.34141239222=⨯⨯⨯⨯⨯==-π估计不确定性：估计 u(C)=0.005nF ，u(f)=0.1kHz 但：32222106.7)()(4)(-⨯=+=CC u f f u L L u 这是mH L u 16.0)(=最后结果：mH L u L )2.05.21()(±=+2、有源非线性负电阻元件的测量数据采用一元线性回归法处理： (1) 原始数据：(2) 数据处理：根据RU I RR =流过电阻箱的电流，由回路KCL 方程和KVL 方程可知：RR R R U U I I =-=11对应的1R I 值。
对于非线性负电阻R1，将实验测量的每个（I ，U ）实验点标记在坐标平面上，可以得到：从图中可以看出，两个实验点（ 0.0046336 ，-9.8）和（ 0.0013899 ，-1.8）是折线的拐点。
因此，我们采用线性回归的方法，分别在V U 8.912≤≤-、 、 和8V .1U 9.8-≤<-三个区间得到对应的 IU 曲线。
0V U 1.8≤<-使用 Excel 的 Linest 函数找到这三个段的线性回归方程：⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤+-≤≤= 0U 1.72- 0.00079U - -1.72U 9.78- 30.000651950.00041U - 9.78U 12-20.02453093-0.002032U I经计算，三段线性回归的相关系数非常接近1（r=0.99997），证明区间IV 内的线性符合较好。
应用相关绘图软件可以得到U<0范围内非线性负电阻的IU 曲线。
非线性电路中的混沌现象_电子版实验报告范文
1．计算电感L本实验采用相位测量。
根据RLC 谐振规律，当输入激励的频率LCf π21=时，RLC 串联电路将达到谐振，L 和C 的电压反相，在示波器上显示的是一条过二四象限的45度斜线。
测量得：f=30.8kHz ；实验仪器标示：C=1.145nF 由此可得：mHC f L 32.23)108.30(10145.114.34141239222=⨯⨯⨯⨯⨯==-π估算不确定度： 估计u(C)=0.005nF ，u(f)=0.1kHz 则：32222108.7)()(4)(-⨯=+=C C u f f u L L u 即mH L u 18.0)(=最终结果：mH L u L )2.03.23()(±=+2．用一元线性回归方法对有源非线性负阻元件的测量数据进行处理： （1）原始数据：99999.9 -11.750 23499.9 -11.550 13199.9 -11.350 -11.150 -10.950 -10.750 -10.550 -10.350-10.150-9.550-9.350-9.150-8.350-8.150上表为实验记录的原始数据表，下表为数据处理时使用Excle计算的数据及结果。
基础物理实验报告第3页基础物理实验报告（2）数据处理：根据RU I RR可以得出流过电阻箱的电流，由回路KCL 方程和KVL 方程可知：RR R R U U I I =-=11由此可得对应的1R I 值。
对非线性负阻R1，将实验测得的每个（I ，U ）实验点均标注在坐标平面上，可得：图中可以发现，（0.00433464，-9.150）和（0.00118629，-1.550）两个实验点是折线的拐点。
故我们在V U 150.9750.11-≤≤-、550V .1U 9.150-≤<-、V 150.1U 1.550-≤<-这三个区间分别使用线性回归的方法来求相应的I-U 曲线。
⎪⎩⎪⎨⎧≤≤+≤≤+-≤≤+= -1.150U 1.550- 0.00000976U 0.00075901- -1.550U 9.150- 240.0.000609U 0.00040784- 9.150U 11.750- 0.02018437U 0.00170003I经计算可得，三段线性回归的相关系数均非常接近1（r=0.99997），证明在区间内I-V 线性符合得较好。
非线性电路混沌实验报告
非线性电路混沌实验报告本实验旨在通过搭建非线性电路，观察其在一定条件下的混沌现象，并对实验结果进行分析和总结。
在此过程中，我们使用了一些基本的电子元件，如电阻、电容和电感等，通过合理的连接和控制参数，成功地观察到了混沌现象的产生。
首先，我们搭建了一个基本的非线性电路，其中包括了电源、电阻、电容和二极管等元件。
通过调节电路中的参数，我们观察到了电压和电流的非线性响应，这表明电路的行为不再遵循简单的线性关系。
接着，我们进一步调整电路参数，尤其是电容和电阻的数值，使电路处于临界状态，这时我们观察到了电路输出信号的混沌波形。
混沌波形表现出了随机性和不可预测性，这与传统的周期性信号有着明显的区别。
在观察混沌波形的过程中，我们发现了一些有趣的现象。
首先，混沌波形的频谱分布呈现出了宽带特性，这说明混沌信号包含了多个频率成分，这也是混沌信号难以预测的重要原因之一。
其次，混沌信号的自相关函数表现出了指数衰减的特性，这表明混沌信号的相关性极低，难以通过传统的方法进行分析和处理。
最后，我们还观察到了混沌信号的分形特性，即信号在不同时间尺度下呈现出相似的结构，这也是混沌信号独特的特征之一。
综合以上实验结果，我们可以得出以下结论，非线性电路在一定条件下会产生混沌现象，混沌信号具有随机性、不可预测性、宽带特性、自相关性低和分形特性等特点。
这些特点使得混沌信号在通信、加密、混沌电路设计等领域具有重要的应用前景。
同时，我们也需要注意到混沌信号的复杂性和不确定性，这对于混沌信号的分析和处理提出了挑战，需要进一步的研究和探索。
总之，本实验通过搭建非线性电路，成功地观察到了混沌现象，并对混沌信号的特性进行了初步的分析和讨论。
通过本次实验，我们对混沌现象有了更深入的理解，也为混沌信号的应用和研究提供了一定的参考和启发。
希望本实验能够对相关领域的研究和工程实践有所帮助。
感谢各位的参与和支持！非线性电路混沌实验小组。
日期，XXXX年XX月XX日。
混沌原理实验报告
混沌原理实验报告混沌原理实验报告引言：在科学研究中，混沌理论是一门富有挑战性和创新性的领域。
混沌现象的出现使得传统的线性系统理论面临巨大的挑战，而混沌原理的研究则为我们揭示了一种新的系统行为模式。
本实验旨在通过实际操作验证混沌原理，并探索混沌系统的特性和应用。
实验步骤：1. 实验材料准备本实验所需材料包括一台计算机、混沌产生器软件、示波器和数据采集设备。
2. 混沌产生器的设置将计算机连接到示波器和数据采集设备，并打开混沌产生器软件。
根据实验需要，选择合适的混沌产生算法和参数设置。
3. 数据采集与分析通过数据采集设备记录混沌产生器输出的波形，并将数据导入计算机进行进一步分析。
使用适当的数学工具和软件，绘制混沌波形的相图和频谱图，并计算混沌系统的Lyapunov指数。
实验结果与讨论：通过实验数据的分析，我们观察到了混沌系统的典型特征。
首先，混沌波形呈现出无规律的起伏和快速的变化，与传统的周期性波形有明显的区别。
其次，混沌系统的相图呈现出复杂的结构，存在着多个轨迹交织和分叉的现象。
最后，通过计算Lyapunov指数，我们发现混沌系统具有高度的灵敏性和不可预测性。
混沌系统的这些特性使得其在许多领域都具有广泛的应用价值。
在信息安全领域，混沌加密算法可以提供更高的保密性和抗干扰能力，用于保护敏感信息的传输和存储。
在通信系统中，混沌调制技术可以增强信号的传输容量和抗干扰性能，提高通信质量。
此外，混沌系统还可以应用于天气预测、金融市场分析和生物医学工程等领域，为我们提供更准确的预测和分析手段。
然而，混沌系统的复杂性也给其应用带来了一定的挑战。
混沌系统的参数选择和控制是一个关键问题，不恰当的参数设置可能导致系统失去混沌特性或者陷入混沌的不稳定状态。
此外，混沌系统的分析和建模也是一个复杂且困难的任务，需要借助于先进的数学工具和计算机技术。
结论：通过本次实验，我们验证了混沌原理的存在和特性，并进一步探索了混沌系统的应用价值。
学生混沌原理实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解混沌现象的基本特征。
2. 掌握混沌系统的基本理论和方法。
3. 通过实验验证混沌现象的存在。
4. 培养学生的科学实验能力和分析问题能力。
二、实验原理混沌现象是自然界、人类社会和科学技术中普遍存在的一种复杂现象。
混沌系统具有以下基本特征：对初始条件的敏感依赖性、长期行为的不可预测性、分岔和混沌吸引子等。
本实验通过计算机模拟混沌现象，验证混沌系统的基本特征。
三、实验设备与材料1. 计算机2. 混沌原理实验软件3. 数据记录表格四、实验步骤1. 打开混沌原理实验软件，选择合适的混沌模型（如洛伦兹系统、双摆系统等）。
2. 设置初始参数，如初始速度、初始位置等。
3. 运行实验，观察混沌现象的表现。
4. 记录实验数据，包括时间、初始参数、混沌现象等。
5. 分析实验数据，验证混沌现象的基本特征。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示，混沌现象在洛伦兹系统中表现得尤为明显。
当系统参数达到一定范围时，系统表现出混沌行为，如分岔和混沌吸引子等。
2. 通过对实验数据的分析，得出以下结论：（1）混沌现象对初始条件具有敏感依赖性。
在实验中，当初始参数发生微小变化时，系统行为会发生显著变化，从而验证了混沌现象的敏感性。
（2）混沌现象具有长期行为的不可预测性。
在实验中，尽管系统参数保持不变，但随着时间的推移，系统行为逐渐变得复杂，最终进入混沌状态，验证了混沌现象的不可预测性。
（3）混沌现象存在分岔现象。
在实验中，当系统参数逐渐变化时，系统状态会经历从有序到混沌的过程，验证了混沌现象的分岔特性。
（4）混沌现象具有混沌吸引子。
在实验中，系统最终会收敛到一个稳定的混沌吸引子，验证了混沌现象的吸引子特性。
六、实验结论1. 混沌现象是自然界、人类社会和科学技术中普遍存在的一种复杂现象，具有对初始条件的敏感依赖性、长期行为的不可预测性、分岔和混沌吸引子等基本特征。
2. 通过实验验证了混沌现象的存在，有助于我们更好地理解混沌现象的本质。
混沌波形的实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解混沌现象的基本概念和特性。
2. 掌握混沌波形的产生机制。
3. 通过实验观察和分析混沌波形的动力学行为。
4. 研究混沌波形在不同参数条件下的变化规律。
二、实验原理混沌现象是自然界和工程领域中普遍存在的一种非线性动力学现象。
它表现为系统在确定性条件下呈现出复杂的、不可预测的行为。
混沌波形的产生通常与非线性动力学方程有关，其中典型的混沌系统包括洛伦茨系统、蔡氏电路等。
本实验采用蔡氏电路作为混沌波形的产生模型。
蔡氏电路由三个非线性元件（电阻、电容和运算放大器）和一个线性元件（电阻）组成。
通过改变电路中的电阻和电容值，可以调节电路的参数，从而产生混沌波形。
三、实验仪器与设备1. 蔡氏电路实验板2. 数字示波器3. 函数信号发生器4. 万用表5. 计算机及数据采集软件四、实验步骤1. 搭建蔡氏电路：根据实验板上的电路图，将电阻、电容和运算放大器等元件按照电路图连接好。
2. 调节电路参数：使用万用表测量电路中各个元件的参数值，并记录下来。
3. 输入信号：使用函数信号发生器输出正弦波信号，作为蔡氏电路的输入信号。
4. 观察混沌波形：打开数字示波器，观察电路输出端的混沌波形。
调整电路参数，观察混沌波形的变化规律。
5. 数据采集：使用数据采集软件，记录混沌波形的时域和频域特性。
6. 分析结果：对采集到的数据进行处理和分析，研究混沌波形的动力学行为。
五、实验结果与分析1. 混沌波形的产生：当电路参数满足一定条件时，蔡氏电路可以产生混沌波形。
混沌波形具有以下特点：- 复杂性：混沌波形呈现出复杂的非线性结构，难以用简单的数学公式描述。
- 敏感性：混沌波形对初始条件和参数变化非常敏感，微小变化可能导致完全不同的波形。
- 自相似性：混沌波形具有自相似结构，局部结构类似于整体。
2. 混沌波形的参数调节：通过调节电路参数，可以改变混沌波形的特性。
例如，改变电容值可以改变混沌波形的周期和频率；改变电阻值可以改变混沌波形的幅度和形状。
非线性电路中的混沌现象实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除非线性电路中的混沌现象实验报告篇一：非线性电路混沌实验报告近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间：20XX年11月8日，第十一周，周一，第5-8节实验者：班级材料0705学号20XX67025姓名童凌炜同组者：班级材料0705学号20XX67007姓名车宏龙实验地点：综合楼404实验条件：室内温度℃，相对湿度%，室内气压实验题目：非线性电路混沌实验仪器：（注明规格和型号）1.约结电子模拟器约结电子模拟器的主要电路包括:1.1,一个压控震荡电路,根据约瑟夫方程,用以模拟理想的约结1.2,一个加法电路器,更具电路方程9-1-10,用以模拟结电阻、结电容和理想的约结三者相并联的关系1.3，100khz正弦波振荡波作为参考信号2.低频信号发生器用以输出正弦波信号，提供给约结作为交流信号3.数字示波器用以测量结电压、超流、混沌特性和参考信号等各个物理量的波形实验目的：1.了解混沌的产生和特点2.掌握吸引子。
倍周期和分岔等概念3.观察非线性电路的混沌现象实验原理简述：混沌不是具有周期性和对称性的有序，也不是绝对的无序，而是可以用奇怪吸引子等来描述的复杂有序——混沌而呈现非周期性的有序。
混沌的最本质特征是对初始条件极为敏感。
1.非线性线性和非线性，首先区别于对于函数y=f(x)与其自变量x的依赖关系。
除此之外，非线性关系还具有某些不同于线性关系的共性：1.1线性关系是简单的比例关系，而非线性是对这种关系的偏移1.3线性关系保持信号的频率成分不变，而非线性使得频率结构发生变化1.4非线性是引起行为突变的原因2.倍周期，分岔，吸引子，混沌借用T.R.malthas的人口和虫口理论，以说明非线性关系中的最基本概念。
虫口方程如下：xn?1xn(1?xn)μ是与虫口增长率有关的控制参数，当1 1?，这个值就叫做周期或者不动点。
在通过迭代法解方程的过程中，最终会得到一个不随时间变化的固定值。
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混沌通信实验报告范文
1. 实验目的
本实验旨在了解混沌通信的原理、方法、特点和应用，并通过实际操作、调试和测量，掌握混沌信号的生成、混沌同步和混沌加密技术。
2. 实验原理
2.1 混沌系统模型
混沌系统是一种非线性、不可预测的动态系统，具有极强的复杂性和随机性。
混沌系
统模型的一般形式为：
dx/dt=f(x,y,z)
dy/dt=g(x,y,z)
dz/dt=h(x,y,z)
其中f、g、h都是非线性函数，x、y、z是状态变量。
混沌系统模型的输出信号通常
称为混沌信号或混沌波形。
2.2 混沌信号的特性
混沌信号具有以下几个特点：
(1) 非周期性：混沌信号的周期是不存在的，具有无限长的时间序列；
(2) 随机性：混沌信号具有高度随机性和受初值条件影响的特点；
(3) 宽带性：混沌信号的频谱范围非常宽广，中心频率不确定。
3. 实验内容
3.1 混沌信号的生成
本实验采用一种基于Mackey-Glass方程的混沌信号生成方法，其表达式为：
dx/dt=β*y-x(t-τ)/(1+x(t-τ)^n)-γ*x(t)
dy/dt=x(t)
其中β、γ、n、τ为常数，x(t)为混沌信号，y(t)为反馈信号。
通过微分方程求解，可以得到混沌信号的时间序列。
3.2 混沌同步
混沌同步是指通过某种方式将两个或多个混沌振荡器的状态变量保持同步，即两个或
多个混沌振荡器的状态变量随时间的变化趋势相同。
本实验采用的方法是基于反馈控制的
混沌同步技术，即利用混沌信号来控制另一个混沌振荡器的动态行为，从而实现同步。
3.3 混沌加密技术
混沌加密是一种基于混沌同步原理的加密技术，其基本思想是利用混沌信号对原始数
据进行加密。
本实验采用的加密方法是基于置乱-扰动的混沌加密技术，即先将原始数据
按照某种规则进行置乱，再利用混沌信号进行扰动，从而实现加密。
4. 实验步骤
4.1 硬件配置
本实验采用的硬件配置如下：
(1) 电脑：Intel Core i5 2.5GHz，内存8GB，硬盘1TB；
(2) 数字示波器：Tektronix TDS2002C，带宽70MHz，最高采样率2GS/s；
(3) 函数发生器：Rigol DG1022U，频率范围1μHz~25MHz，输出幅度1mVpp~10Vpp。
4.2 混沌信号的生成
在MATLAB环境下，编写Mackey-Glass方程的求解程序，设定参数值β=0.1，γ=0.2，n=10，τ=17，运行程序，得到混沌信号的时间序列。
将时域波形和频域谱特性绘制出来，观察混沌信号的特性。
4.3 混沌同步
基于反馈控制的混沌同步实现步骤如下：
(1) 电脑通过串口将发送混沌信号的程序传输给函数发生器，并将对应的控制参数传
输给函数发生器；
(2) 函数发生器产生混沌信号，并将信号通过示波器通道1输出；
(3) 将示波器通道1的输出信号输入到示波器通道2，并利用“触发”功能，将两个
通道的信号的起始时间点对齐；
(4) 将示波器通道2的输出信号传输回电脑，并用MATLAB程序进行处理和分析，判断是否实现了混沌同步。
4.4 混沌加密
基于置乱-扰动的混沌加密实现步骤如下：
(1) 选定一段文本文件，将原始数据读入到MATLAB程序中，按照预设的规则进行置乱；
(2) 利用混沌信号对置乱后的数据进行扰动，并将扰动后的数据输出到文件中；
(3) 将扰动后的数据传输给接收端，接收端利用同样的混沌信号进行逆操作，对扰动后的数据进行解密。
5. 实验结果
本实验生成了一段长度为10000的Mackey-Glass混沌信号序列，并通过MATLAB程序将其绘制成时域波形和频域谱特性。
混沌信号的时域表现出极为复杂的混沌行为，波形不规则、起伏剧烈、无规律可循，频谱范围广、中心频率难以确定。
根据实验数据，可以得出混沌系统分形维数约为2.02，表明混沌系统具有复杂的分形结构和细节。
在混沌同步实验中，将电脑产生的混沌信号通过函数发生器输出到示波器通道1，并将示波器通道1的输出信号经过反馈控制作用于示波器通道2。
经过触发和对齐等处理，得到了两个通道上的信号波形高度相似，频谱特性也较为接近，表明混沌同步得到了成功实现。
在混沌加密实验中，选定的原始数据为一段英文文章，经过置乱和扰动后，得到了一段加密后的乱码数据。
经过传输和解密，得到了与原始数据相一致的解密结果，表明混沌加密具有较高的加密强度和安全性。
6. 结论
本实验成功地生成了Mackey-Glass混沌信号序列，并通过MATLAB程序对其进行了分析和处理，得到了混沌信号的频域特性和分形维数。
同时，基于反馈控制的混沌同步也得到了较好的实现，验证了混沌同步的可行性和有效性。
最后，混沌加密技术的成功应用也表明了混沌加密的可靠性和安全性。
基于以上实验结果，可以得出结论：混沌通信具有巨大的应用潜力，在信息安全、通信保密、随机数生成等领域具有重要的意义和价值。