[发明专利]一种有限时间修正函数投影同步及参数调制的控制方法

说明书

本发明公开了一种有限时间修正函数投影同步及参数调制的控制方法，涉及混沌保密通信技术领域。本发明采用有限时间控制和修正函数投影同步控制相结合的策略，包括以下步骤：以分数阶激光Maxwell‑Bloch混沌系统作为驱动系统，并结合时序图、空间相图、分岔图等对该系统进行非线性动力学行为分析；驱动系统和响应系统的同步控制器设计；对有限时间修正函数投影同步控制器的性能及稳定性进行分析；通过数值仿真验证本发明的控制方法的正确性，能在短时间内实现两系统的同步，并且具有较强的鲁棒性，更适于应用在实际保密通信当中。

技术领域

本发明属于混沌保密通信技术领域，特别是涉及一种有限时间修正函数投影同步及参数调制的控制方法。

背景技术

自混沌同步实现以来，由于混沌信号具有非周期性、连续带宽频谱、类噪声、初值敏感性以及异常复杂的运动轨迹和不可预测性，使得混沌信号十分适合用作保密通信的载体。混沌同步现象的发现为混沌在通信邻域中的应用研究奠定了基础，混沌同步应用于混沌保密通信主要包括三个技术：一是构造混沌系统；二是设计合适的混沌同步控制器；三是传输信号的加密解密。只要处理好这些，就能实现信号的保密传输。

在控制方法上，一种新型同步控制方法修正函数投影同步控制被发现，它是指驱动系统和响应系统之间按照任意给定的比例函数矩阵关系进行同步，选取不同比例函数可以增加同步后混沌系统吸引子的结构复杂程度，即可加强保密通信中所传递信息的安全性，但若考虑外界干扰则影响两系统的同步速度，为克服系统同步响应速度较慢的不足，因此提出了基于有限时间的修正函数投影同步控制方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有限时间修正函数投影同步及参数调制的控制方法，解决现有的系统同步响应速度较慢的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种有限时间修正函数投影同步及参数调制的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：选择分数阶激光Maxwell-Bloch混沌系统为模型，对其进行非线性动力学行为分析，确定系统不同状态时参数对应区间；

步骤2：确定原始信息信号s(t)，使用参数调制技术，将原始信息信号调制到分数阶激光Maxwell-Bloch混沌系统中的未知参数η₂中，选取变换函数，使调制之后的参数传输信号，得到新的系统，将此系统作驱动系统并计算该驱动系统的状态信息量x₁、y₁、z₁；

步骤3：在接收端，构建具有未知参数估计值的分数阶激光Maxwell-Bloch混沌系统作为响应系统，并计算响应系统的状态信息量x₂、y₂、z₂；

步骤4：基于有限时间修正函数投影同步及参数调制控制设计理念，定义要同步的两个系统的误差信号为e₁、e₂、e₃、e_λ，并计算由驱动系统和响应系统得到同步系统的误差动态方程；

步骤5：设计基于有限时间修正函数投影同步和参数调制的同步控制器u₁(t)、u₂(t)、u₃(t)，及对驱动系统中未知参数估计的自适应律

步骤6：驱动系统和响应系统实现有限时间修正函数投影及参数调制同步，并且辨识出驱动系统中的未知参数，在接收端通过对变换函数h(s(t))进行反函数变换，即可将原始信号解调出来，完成加密信号的传输。

优选地，所述步骤1中的分数阶激光Maxwell-Bloch混沌系统具体为：