Abstract

Multistable systems and their dynamic properties are interesting topics in nonlinear dynamics. Small differences in the initial conditions (for example, due to rounding errors in numerical calculations) lead to completely different results for such dynamic systems, which makes a long-term prediction of their behavior practically impossible. This happens even if such systems are deterministic, that is, their future behavior is completely determined by the choice of initial conditions without the participation of random elements. In other words, the deterministic nature of these systems does not make them predictable. The behavior of the solutions of a dynamic system depends both on the choice of their initial conditions and on the values of the system parameters. The coexistence of several attractors, or multistability, corresponds to the simultaneous existence of more than one nontrivial attractor for the same set of system parameters. This phenomenon was discovered in almost all natural sciences, including electronics, optics, biology. In recent years, the efforts of many researchers have been aimed at creating so-called megastable systems, that is, systems that, at constant values of their parameters, have a countable number of coexisting attractors. Interest in such systems is due to a wide range of applications, for example, for hiding information in communication systems and audio encryption schemes, biomedical engineering and fuzzy control. The article proposes methods for the synthesis of megastable systems using systems in Lurie form. Megastable systems containing a 1-D lattice of chaotic attractors can be obtained by replacing the nonlinearity in the original system with a periodic function. By replacing some variables with periodic functions in the original system of order n, one can construct a megastable system containing an n-D lattice of chaotic attractors. As one example, a fourth-order system with a 4-D lattice of chaotic attractors is constructed for the first time. The Lyapunov exponents and Kaplan – Yorke dimension are calculated for attractors belonging to lattices

Highlights

  • В реальном физическом мире мультистабильность является достаточно распространенным явлением

  • Заменив в этой системе функцию f (σ) на функцию g(σ) + kσ, где g(σ) – Δ-периодическая функция, совпадающая с f (σ) − kσ на [0, Δ], получим систему с угловой координатой, обладающую 1-D решеткой идентичных хаотических аттракторов

  • A new image encryption algorithm based on hyper-chaos // Phys

Read more

Summary

Введение

В реальном физическом мире мультистабильность является достаточно распространенным явлением. Поэтому в последние годы появилось много работ, посвященных вопросам конструирования мегастабильных динамических систем, содержащих счетное число сосуществующих хаотических аттракторов [12,13,14,15,16,17,18]. В работах [12,13,14,15] мегастабильные системы, содержащие многомерные решетки хаотических аттракторов, строятся путем введения периодических функций в динамические системы, смещаемые по переменным (offset-boostable systems). Построения мегастабильных систем, применяемые в упомянутых работах, позволяют конструировать системы n-го порядка, содержащие решетку хаотических аттракторов размерности не более чем n − 1. Не являющихся системами каскадного типа, процедура введения периодических функций, позволяющая построить систему с многомерной решеткой аттракторов, оказывается намного сложнее, поскольку такая процедура может существенно менять динамику системы и приводить к разрушению ее аттракторов. Можно строить мегастабильные системы, пользуясь приемами, предложенными в [17,18]

Методы конструирования мегастабильных систем на основе систем в форме Лурье
Заключение
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call