Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Người quan sát cho hệ thống mô tả hình chữ nhật với phi tuyến đầu ra: ứng dụng trong giao tiếp an toàn và triển khai vi điều khiển
Tóm tắt
Công trình này xem xét thiết kế người quan sát cấp đầy đủ và cấp giảm cho các hệ thống mô tả hình chữ nhật với ứng dụng vào giao tiếp an toàn. Đầu ra của hệ thống được giả định có một thành phần phi tuyến kết hợp với phần tuyến tính, một trường hợp thường bị bỏ qua trong tài liệu hiện hành. Thiết kế người quan sát khả thi dưới một số điều kiện đại số và khả năng của một bất phương trình ma trận tuyến tính. Các kết quả được minh chứng qua ứng dụng trong giao tiếp an toàn, cho việc truyền tải và ước lượng an toàn tín hiệu thông tin cũng như một hình ảnh được mã hóa. Ngoài ra, một triển khai vi điều khiển của hệ thống chính được thực hiện, đây là bước đầu tiên hướng tới việc hiện thực hóa hoàn toàn thiết kế.
Từ khóa
#giao tiếp an toàn #hệ thống mô tả hình chữ nhật #phi tuyến đầu ra #thiết kế người quan sát #vi điều khiểnTài liệu tham khảo
Strogatz SH (2018) Nonlinear dynamics and chaos: with applications to physics, biology, chemistry, and engineering. CRC Press, Boca Raton
Schöll E, Schuster HG (2008) Handbook of chaos control. Wiley, New York
Khan A, Kumar S (2019) Measure of chaos and adaptive synchronization of chaotic satellite systems. Int J Dyn Control 7(2):536–546
Farid Y, Moghaddam TV (2014) Generalized projective synchronization of chaotic satellites problem using linear matrix inequality. Int J Dyn Control 2(4):577–586
Pecora LM, Carroll TL (1990) Synchronization in chaotic systems. Phys Rev Lett 64:821–824
Liao T-L, Huang N-S (1999) An observer-based approach for chaotic synchronization with applications to secure communications. IEEE Trans Circuits Syst I: Fundam Theory Appl 46(9):1144–1150
Yang J, Zhu F (2013) Synchronization for chaotic systems and chaos-based secure communications via both reduced-order and step-by-step sliding mode observers. Commun Nonlinear Sci Numer Simul 18(4):926–937
Muthukumar P, Balasubramaniam P, Ratnavelu K (2017) Sliding mode control design for synchronization of fractional order chaotic systems and its application to a new cryptosystem. Int J Dyn Control 5(1):115–123
Zhao Y, Zhang W, Su H, Yang J (2018) Observer-based synchronization of chaotic systems satisfying incremental quadratic constraints and its application in secure communication. IEEE Trans Syst Man Cybern Syst. https://doi.org/10.1109/TSMC.2018.2868482
Wang H, Han Z, Zhang W, Xie Q (2009) Chaotic synchronization and secure communication based on descriptor observer. Nonlinear Dyn 57(1–2):69
Boutayeb M, Darouach M, Rafaralahy H (2002) Generalized state-space observers for chaotic synchronization and secure communication. IEEE Trans Circuits Syst I: Fundam Theory Appl 49(3):345–349
Duan G-R (2010) Analysis and design of descriptor linear systems, vol 23. Springer, New York
Gupta MK, Tomar NK, Bhaumik S (2016) On detectability and observer design for rectangular linear descriptor systems. Int J Dyn Control 4(4):438–446
Chandra S, Gupta MK, Tomar NK (2015) Synchronization of Rossler chaotic system for secure communication via descriptor observer design approach. In: 2015 international conference on signal processing, computing and control (ISPCC). IEEE, pp 120–124
Gupta MK, Tomar NK, Mishra VK, Bhaumik S (2017) Observer design for semilinear descriptor systems with applications to chaos-based secure communication. Int J Appl Comput Math 3(1):1313–1324
Wang H, Zhu X-J, Gao S-W, Chen Z-Y (2011) Singular observer approach for chaotic synchronization and private communication. Commun Nonlinear Sci Numer Simul 16(3):1517–1523
Moysis L, Volos C, Pham V-T, Goudos S, Stouboulos I, Gupta MK, Mishra VK (2019) Analysis of a chaotic system with line equilibrium and its application to secure communications using a descriptor observer. Technologies 7(4):76
Yang J, Chen Y, Zhu F (2014) Singular reduced-order observer-based synchronization for uncertain chaotic systems subject to channel disturbance and chaos-based secure communication. Appl Math Comput 229:227–238
Moysis L, Volos C, Takhi H, Kemih K, Goudos S, Nistazakis HE (2019) Analysis, synchronization and microcontroller implementation of a generalized hyperjerk system, with application to secure communications using a descriptor observer. In: 2019 Panhellenic conference on electronics and telecommunications (PACET). IEEE, pp 1–4
Zhao Y, Zhang W, Wei Guo SY, Song F (2018) Exponential state observers for nonlinear systems with incremental quadratic constraints and output nonlinearities. J Control, Autom Electr Syst 29(2):127–135
Zulfiqar A, Rehan M, Abid M (2016) Observer design for one-sided Lipschitz descriptor systems. Appl Math Model 40(3):2301–2311
Gupta MK, Tomar NK, Darouach M (2018) Unknown inputs observer design for descriptor systems with monotone nonlinearities. Int J Robust Nonlinear Control 28(17):5481–5494
Fan X, Arcak M (2003) Observer design for systems with multivariable monotone nonlinearities. Syst Control Lett 50(4):319–330
Kaçar S (2016) Analog circuit and microcontroller based RNG application of a new easy realizable 4D chaotic system. Optik 127(20):9551–9561
Acho L (2015) A discrete-time chaotic oscillator based on the logistic map: a secure communication scheme and a simple experiment using Arduino. J Frankl Inst 352(8):3113–3121
Predko M (2002) Programming and customizing PICmicro microcontrollers. McGraw Hill, USA
Akgul A, Li C, Pehlivan I (2017) Amplitude control analysis of a four-wing chaotic attractor, its electronic circuit designs and microcontroller-based random number generator. J Circuits, Syst Comput 26(12):1750190
Takhi H, Kemih K, Moysis L, Volos C (2020) Passivity based control and synchronization of perturbed uncertain chaotic systems and their microcontroller implementation. Int J Dyn Control 8:973–990. https://doi.org/10.1007/s40435-020-00618-x
Bates M (2004) PIC microcontrollers. Newnes, Netherlands
Giakoumis A, Volos C, Khalaf AJM, Bayani A, Stouboulos I, Rajagopal K, Jafari S (2020) Analysis, synchronization and microcontroller implementation of a new quasiperiodically forced chaotic oscillator with megastability. Iran J Sci Technol, Trans Electr Eng 44(1):31–45
Li C, Sprott JC (2014) Coexisting hidden attractors in a 4-D simplified Lorenz system. Int J Bifurc Chaos 24(03):1450034
Petavratzis E, Volos C, Nistazakis H, Stouboulos I, Kyprianidis I (2018) An improved motion controller of a mobile robot based on a hyperchaotic system. Int J Mech 12:200–204
Moysis L, Volos C, Jafari S, Munoz-Pacheco JM, Kengne J, Rajagopal K, Stouboulos I (2020) Modification of the logistic map using fuzzy numbers with application to pseudorandom number generation and image encryption. Entropy 22(4):474
Moysis L, Gupta MK, Mishra V, Marwan M, Volos C (2020) Observer design for rectangular descriptor systems with incremental quadratic constraints and nonlinear outputs—Application to secure communications. Int J Robust Nonlinear Control. https://doi.org/10.1002/rnc.5233
Dimassi H, Lorı A, Belghith S et al (2012) A new secured transmission scheme based on chaotic synchronization via smooth adaptive unknown-input observers. Commun Nonlinear Sci Numer Simul 17(9):3727–3739
Cherrier E, Boutayeb M, Ragot J (2006) Observers-based synchronization and input recovery for a class of nonlinear chaotic models. IEEE Trans Circuits Syst I Regul Pap 53(9):1977–1988