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龍圖騰網(wǎng)恭喜黑龍江大學(xué)申請(qǐng)的專利含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)構(gòu)建方法及其同步方法和混沌信號(hào)發(fā)生器獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN115442022B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202211004721.0，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04L9/00；該發(fā)明授權(quán)含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)構(gòu)建方法及其同步方法和混沌信號(hào)發(fā)生器是由丁群;王雅;李新雨;張艷鵬;邢亞男設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-08-22向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)構(gòu)建方法及其同步方法和混沌信號(hào)發(fā)生器在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明公開(kāi)一種含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)構(gòu)建方法及其同步方法和混沌信號(hào)發(fā)生器，屬于混沌系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，構(gòu)造了一個(gè)含高次非線性項(xiàng)的新5?D超混沌系統(tǒng)，解決現(xiàn)有混沌系統(tǒng)在數(shù)字域中抗退化能力差、安全性低等問(wèn)題，數(shù)學(xué)模型表示如下：通過(guò)動(dòng)力學(xué)特性分析證明該混沌系統(tǒng)最大lyapunov指數(shù)接近2，結(jié)合lyapunov穩(wěn)定性定理與非線性控制理論本發(fā)明還提出了一種多變量非線性反饋同步控制器，基于FPGA設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)含高次項(xiàng)的高維復(fù)雜超混沌系統(tǒng)同步，能夠大大縮短同步時(shí)間，從而提高整個(gè)系統(tǒng)工作性能，保證了混沌保密通信的實(shí)時(shí)性。

本發(fā)明授權(quán)含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)構(gòu)建方法及其同步方法和混沌信號(hào)發(fā)生器在權(quán)利要求書中公布了：1.一種混沌信號(hào)發(fā)生器，包括電源單元、時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、FPGA數(shù)字電路單元和輸出端口，其特征在于，所述FPGA數(shù)字電路單元采一種含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)的同步方法，生成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)，在同步控制器作用下，兩個(gè)相同結(jié)果不同初始值的混沌系統(tǒng)能快速實(shí)現(xiàn)同步，F(xiàn)PGA數(shù)字電路單元使用的位寬采用24位的定點(diǎn)數(shù)格式，其中高6位為整數(shù)部分，低18位為小數(shù)部分，F(xiàn)PGA數(shù)字電路單元用于五維超混沌系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的描述，包括定點(diǎn)數(shù)乘法運(yùn)算、定點(diǎn)數(shù)加法運(yùn)算、數(shù)據(jù)四舍五入與飽和截位運(yùn)算及最后的數(shù)值輸出；使用Verilog語(yǔ)言編寫狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)數(shù)乘法運(yùn)算、定點(diǎn)數(shù)加法運(yùn)算、數(shù)據(jù)四舍五入與飽和截位運(yùn)算，其中，所述的一種含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)的同步方法，步驟如下：步驟一：在Qi超混沌系統(tǒng)基礎(chǔ)上，同時(shí)添加維度和非線性項(xiàng)，構(gòu)建含有三次非線性項(xiàng)的五維超混沌系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型表示如下： 其中，x,y,z,w,v為系統(tǒng)狀態(tài)向量，a,b,c,d,l,f,h,j,p,k為系統(tǒng)常數(shù)參數(shù)，a＝14,b＝0.5,c＝2,d＝2,l＝6,f＝4.5,h＝3,j＝0.5,p＝15,k＝0.423；步驟二：然后將構(gòu)建的五維超混沌系統(tǒng)充當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，則對(duì)應(yīng)的響應(yīng)系統(tǒng)為： 其中，x1,y1,z1,w1,v1為系統(tǒng)狀態(tài)向量，u1-u5為同步控制器；步驟三：使用歐拉算法離散化處理驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型表示如下：xn+1＝[ayn-bxn+cynzn+ynznwn]×T+xnyn+1＝[dxn+lyn-xnzn-fvn-xnznwn]×T+ynzn+1＝[-hzn+yn2+xnynwn]×T+znwn+1＝[-jynzn-pwn+xnynzn]×T+wnvn+1＝[kxn+vn]×T+vn3其中，xn,yn,zn,wn,vn是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)向量；使用歐拉算法離散化處理響應(yīng)系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型表示如下：x1n+1＝[ay1n-bx1n+cy1nz1n+y1nz1nw1n]×T+x1n+u1y1n+1＝[dx1n+ly1n-x1nz1n-fv1n-x1nz1nw1n]×T+y1n+u2z1n+1＝[-hz1n+y1n2+x1ny1nw1n]×T+z1n+u3w1n+1＝[-jy1nz1n-pw1n+x1ny1n1z1n]×T+w1n+u4v1n+1＝[kx1n+v1n]×T+v1n+u54其中，T為采樣步長(zhǎng)，x1n,y1n,z1n,w1n,v1n是響應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)向量；并且，響應(yīng)系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的誤差函數(shù)的數(shù)學(xué)模型表示為：Δex＝T×[aey-bex+cy1nz1n-ynzn+y1nz1nw1n-ynznwn]+u1Δey＝T×[dex+ley-x1nz1n-xnzn-fev-x1nz1nw1n+xnznwn]+u2Δez＝T×[-hez+y1n+yney+x1ny1nw1n-xnynwn]+u3Δe2＝T×[-jy1nz1n-ynzn-pew+x1ny1nnz1n-xnynzn]+u4Δev＝T×[kex+ev]+u55其中，ex＝x1n-xn，ey＝y(tǒng)1n-yn，ez＝z1n-zn，ew＝w1n-wn，ev＝v1n-vn，步驟四：設(shè)計(jì)同步控制器ui，i＝1,2,3,4,5，數(shù)學(xué)模型表示如下：u1＝xn-x1n-T×[aey+cy1nz1n-cynzn+y1nz1nw1n-ynznwn]u2＝y(tǒng)n-y1n-T×[dex+2ley-xnzn+x1nz1n-fev+xnznwn-x1nz1nw1n]u3＝zn-z1n-T×[eyy1n+yn+x1ny1nz1n-xnynzn]u4＝wn-w1n-T×[jynzn-y1nz1n+x1ny1nz1n-xnynzn]u5＝vn-v1n-T×[2kev+kex]6驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和響應(yīng)系統(tǒng)輸入不同的初始值生成序列，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)生成的序列輸出至響應(yīng)系統(tǒng)，在響應(yīng)系統(tǒng)中循環(huán)迭代，響應(yīng)系統(tǒng)除輸出生成序列外，還輸出兩個(gè)系統(tǒng)生成序列的誤差，當(dāng)誤差為0時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)輸出序列完全相同，即兩系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全同步；其中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)包括：1狀態(tài)機(jī)為異步復(fù)位，當(dāng)復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，所有信號(hào)初始化，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S0；2S0：將初始密鑰tx_key[119:0]分別賦值得到chaos_x[119:96]，chaos_y[95:72]，chaos_z[71:48]，chaos_w[47:24]，chaos_v[23:0]，同時(shí)輸出有效信號(hào)拉高，表明此時(shí)輸出有效，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S1；3S1：完成移位操作，輸出有效信號(hào)拉低，通過(guò)將狀態(tài)向量移位實(shí)現(xiàn)混沌方程中系數(shù)與狀態(tài)向量相乘，完成后狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S2；4S2：當(dāng)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S2時(shí)，將S1的結(jié)果進(jìn)行加法與減法運(yùn)算，為防止兩項(xiàng)相加溢出，運(yùn)算結(jié)果需擴(kuò)展一位符號(hào)位，在always塊外完成多項(xiàng)式相乘及小數(shù)位處理操作，首先通過(guò)符號(hào)位和截?cái)嗖糠值奶卣髋袛嗍欠裥枰M(jìn)位：若數(shù)字為正，截掉部分的最高位為1，那么是需要產(chǎn)生進(jìn)位的，若數(shù)字為負(fù)，需判斷截?cái)嗖糠值淖罡呶灰约俺罡呶坏钠渌皇欠裼?，若有則不需要進(jìn)位，計(jì)算出進(jìn)位后，將進(jìn)位加到截掉小數(shù)位后的數(shù)字上完成四舍五入的操作，同時(shí)為防止加上進(jìn)位時(shí)溢出，需進(jìn)行一位符號(hào)位擴(kuò)展，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S3；5S3：在S2中已完成小數(shù)位處理，在S3中處理整數(shù)位，需要截掉多出的整數(shù)位：若待截掉部分和截掉后的最高位相同，即全為0或全為1，說(shuō)明待截掉部分為符號(hào)位的擴(kuò)展，直接截掉；若不相同，則判斷符號(hào)位，若為正則將其變?yōu)樗枰袷綌?shù)據(jù)所能存儲(chǔ)的最大值，若為負(fù)則將其變?yōu)樗枰袷綌?shù)據(jù)所能存儲(chǔ)的最小值，并將最后結(jié)果賦值給chaos_x，chaos_y，chaos_z，chaos_w，chaos_v，輸出有效信號(hào)拉高，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S1，數(shù)據(jù)傳輸至響應(yīng)系統(tǒng)，一組數(shù)據(jù)生成結(jié)束；其中，響應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)包括：1狀態(tài)機(jī)為異步復(fù)位，當(dāng)復(fù)位信號(hào)有效時(shí)，所有信號(hào)初始化，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S00；2S00：將初始密鑰rx_key[119:0]分別賦值得到syn_x[119:96]，syn_y[95:72]，syn_z[71:48]，syn_w[47:24]，syn_v[23:0]；首次輸出為初始密鑰值，在第二輪迭代中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輸出將輸入至響應(yīng)系統(tǒng)參與循環(huán)迭代，輸出有效信號(hào)拉高，表明此時(shí)輸出有效，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S01；3S01：完成移位操作，輸出有效信號(hào)拉低，通過(guò)將狀態(tài)向量移位實(shí)現(xiàn)混沌方程中系數(shù)與狀態(tài)向量相乘；在響應(yīng)系統(tǒng)模塊中，輸出需增加error信號(hào)，error信號(hào)值為syn信號(hào)與chaos信號(hào)差值，在S01輸出，此時(shí)error有效信號(hào)拉高，完成后狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S02；4S02：將S01結(jié)果進(jìn)行加法與減法運(yùn)算，為防止兩項(xiàng)相加溢出，運(yùn)算結(jié)果需擴(kuò)展一位符號(hào)位，同樣在always塊外完成小數(shù)位處理，error有效信號(hào)拉低，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S03；5S03：在S02中已完成小數(shù)位處理，在S03中處理整數(shù)位，需要截掉多出的整數(shù)位，并將最后結(jié)果賦值給syn_x，syn_y，syn_z，syn_w，syn_v，輸出有效信號(hào)拉高，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S01，數(shù)據(jù)輸出，一組數(shù)據(jù)生成結(jié)束。

如需購(gòu)買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)＠麢?quán)人黑龍江大學(xué)，其通訊地址為：150000 黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)學(xué)府路74號(hào)黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。