多渦卷混沌吸引子是近年來混沌研究領域的一個熱點課題，在信息科學、保密通信和其它工程領域有較好的應用前景。在目前國內外的許多相關文獻中，主要是報道用分立元件設計模擬電路來產生模擬混沌信號，而有關用現代數字器件來研究和實現混沌系統及在通信中的應用報道卻很少。 多渦卷混沌吸引子的主要特點是具有復雜的混沌動力學行為和多個螺旋密鑰參數，可在保密通信中獲得應用。數字器件具有邏輯密度高、通用性強、隨機可編程、開發時間短、可反復修改等特點。針對多渦卷混沌系統和數字器件的這些特點，在對國內外相關資料的收集、整理、分析和綜合之后，對網格多渦卷的構造方法和基于現場可編程門陣列技術設計與實現了混沌信號產生器及其在保密通信中的應用進行了研究。 全文主要研究內容包括： 1.在蔡氏電路的基礎上，利用對偶性，提出了一種研究變形蔡氏多渦卷混沌吸引子的新方法。用三角波函數序列和階躍函數序列構造網格多渦卷混沌系統，找出函數中平衡點和轉折點的值，并對系統的基本動力學特性進行了研究。電路實驗結果與計算機模擬結果完全吻合，由此證實了該方法的可行性。 2.提出了基于IEEE-754標準的現場可編程門陣列技術（FPGA）通用混沌與超混沌信號產生器設計與硬件實現的一種新方法。用硬件描述語言構建出浮點數的乘法運算、加法運算、符號函數運算、正負絕對值運算、初始值與迭代值選擇等五個基本模塊，并以此為基礎，在FPGA平臺上產生包括網格狀多渦卷Chua系統在內的多種不同類型的混沌與超混沌信號。 3.用三角波函數序列和階躍函數序列構造網格多渦卷混沌系統，找出函數中平衡點和轉折點的值，并對系統的基本動力學特性進行了研究，包括理論分析和計算機模擬仿真。用模塊化的方法設計了現場可編程門陣列（FPGA）硬件實驗電路，給出了相關的實驗結果。計算機仿真和FPGA硬件實驗結果相吻合，由此證明了該系統的混沌特性。 4.提出了基于IEEE-754標準和現場可編程門陣列技術的混沌數字通信系統的設計與硬件實現的一種新方法，實現了混沌加密體制與傳統密碼體制的相結合。設計驅動響應式同步保密通信系統，構建一個包含信號在內的閉環回路，對有用的信息進行加密，實現發送端與接收端的離散混沌系統的同步，之后在接收端解調出原信號。以網格狀蔡混沌系統為例，對上述的保密通信系統進行FPGA硬件實驗，給出了技術開發過程、算法流程圖以及硬件設計與實現結果。
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