일반적으로 카오스 회로에는 Chua's 회로, Lorenz 회로, Duffing 회로 등이 있다. 이들 카오스 회로 중에서 Chua's 회로가 전자부품을 이용하여 가장 쉽게 구성할 수 있는 회로로 알려져 있다. Chua's 회로는 일반적으로 저항성분인 R, 인턱터 성분인 L, 캐패시터 성분인 C로 구성하는 선형요소와 비선형 저항으로 구성하는 비선형 요소로 구성된다. 그러나 L 요소는 포화특성으로 인하여 시중에서 구입한 부품으로는 실제 하드웨어를 구현하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 Chua 회로의 선형 요소인 R,L,C 성분의 요소 중에서 포화 특성을 자지고 있어 상용화된 제품으로는 제작 구현이 어려운 L 성분을 C 성분으로 대체하는 간략화한 Chua's 회로 제작 기법을 PSpice로 해석하고, 그 결과를 확인한다.
Chua 발진기는 카오스 어트렉터와 분기현상을 나타내는 가장 간단한 전자회로이다. Chua 발진기는 2개의 캐패시터, 1개의 인덕터, 2개의 선형 저항, 그리고 1개의 비선형 저항으로 구성된다. Chau 발진기가 카오스 신호를 나타내기 위해서는 비선형 저항이 6개의 다른 전압 전류의 특성을 가져야만 한다. 본 연구에서는 Chua 발진기에서 사용하는 다앙한 형태의 비선형 저항을 Op-Amp와 저항만을 사용하여 설계하는 방법으로 하드웨어로 제작하였으며, Chua 발진기 회로에 적용하여 다양한 형태의 카오스 어트렉터를 PSPICE로 구현하였다.
본 논문에서는 Chua회로의 카오스 현상을 안정화시키는 퍼지 제어기를 제안한다. 제안되는 퍼지 제어기는 두 가지 과정으로 설계되는데 우선 Chua 회로를 어파인 퍼지 모델로 표현하고 다음은 전체 폐루프의 안정도가 보장되도록 퍼지 제어기를 설계한다. 이를 위해 어파인 퍼지 시스템의 전역 점근 안정조건을 유도하고 이를 선형행렬부등식으로 표현하여 문제를 해결한다. 끝으로 컴퓨터 모의 실험을 통하여 타당성을 확인한다.
본 연구에서는 Chua 회로의 선형 요소인 R, L C 성분의 요소 중에서 포화 특성을 가지고 있어 상용화된 제품으로는 제작 구현이 어려운 L 성분을 C 성분으로 대체하는 간략화한 Chua's 회로를 실제 하드웨어를 이용하여 제작하고 그 결과로 얻은 생성된 카오스 어트랙터를 기존의 Chua's 회로와 비교하였다.
Chua 회로는 간단한 전기 및 전자 회로를 구성하여 카오스 현상을 나타내는 회로로 자율, 3차계, 가역성(Reciprocal)이며 1개의 비션형 소자인 3구분 선형 저항과 4개의 선형 소자인 (R, L, $C_1,\;C_2$)로 구성되는 발진회로이다. 본 논문에서는 Chua 회로의 병렬 LC 공진기를 단락하여 시간 지연을 갖는 무손실 전송선로로 치환하고 특성 곡선법을 써서 파라미터 변화에 의한 카오스 운동과 주기운동이 있음을 위상공간과 분기도(Bifurcation diagram)로 확인 하였으며 무손실 전송선로가 원래의 Chua 회로와 유사한 어트렉터가 존재함을 확인하였다.
본 논문에서는 RLCG 전송선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 동기화 방법에 대하여 연구하였다. 두 개의 동일한 Chua 회로에 전송 선로를 두어 RLCG 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동-결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였으며, RLCG 전송 선로를 가진 Chua 회로의 카오스 동기화는 전송 선로의 L과 C 영향에 의한 시간 지연이 있는 일반화된 동기화가 이루어짐을 확인하였다.
Chua 회로는 어트렉터와 다양한 분기를 나타내는 간단한 전자 회로로 2개의 캐패시터, 인덕터, 선형 저항 그리고 비선형 저항으로 구성되어 있다. 본 논문에서는 두 개의 동일한 Chua 회로를 이용하여 송신부와 수신부를 구성하고 이 사이에 등가 손실 전송선로를 카오스 동기화 및 암호화 통신 방법에 대하여 연구하였다. 손실 등가 전송 시스템의 동기화는 결합 동기 이론을 적용하기 곤란하기 때문에 구동동기 이론과 결합 동기 이론을 결합한 구동-결합 동기 이론을 제안하였다. 두 개의 동일한 Chua 회로에 등가 손실 전송 선로를 두어 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동-결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였다. 손실 등가 전송 선로를 가진 Chua 회로의 카오스 암호화 방법은 송신부에서 카오스 신호화 정보 신호를 가산기를 이용하여 합성한 후 수신부에서 이들 신호를 분리하는 복조 방법을 제안하였다.
Chua's circuit is a simple electronic network which exhibits a variety of bifurcation and attractors. The circuit consists of two capacitors, an inductor, a linear resistor, and a nonlinear resistor. In this paper we analyze a circuit obtained by replacing the parallel LC resonator in the Chua's circuit by lossless transmission line. By using the method of characteristics of this circuit we show that various periodic motions and chaotic motions can the attained according to parameter variations. From Chua's circuit with a lossless transmission line, a variety of chaotic attractors which are similar to those of the normal Chua's circuit are observed.
Chua's circuit is a simple electronic network which exhibits a variety of bifurcati on and attractors. The circuit consists of two capacitors, an inductor, a linear resistor, and a nonlinear resistor. In this paper, a transmitter and a receiver using two identical Chua's circuitsare proposed and a transmission secure communications are investigated. A secure communication method in which the desired information signal is synthesized with the chaos signal created by the Chua's circuit is proposed and information signal is demodulated also using the Chua's circuit. The proposed method is synthesizing the desired information with the chaos circuit by adding the information signal to the chaos signal in the power lime.
Chua 발진기의 카오스 신호를 선형 상태 피드백 제어 이론을 적용하여 평형점, 1주기, 2주기의 신호로 제어하는 방법을 제안하였다. 제안한 선형 상태 피드백 이득 값을 리아프노프 함수를 이용하여 Chua 오실레이터가 나타내는 모든 카오스 현상을 제어할 수 있도록 파라미터 부호의 조합에 의해 4가지로 분류하였다. 본 논문의 상태 피드백 제어 기법은 시스템의 카오스 상태에서 얻고자 하는 상태(평형점, 주기 신호등)로 효율적으로 제어 가능하고, 매우 간단한 구조로 파라미터의 변화 없이 최소의 입력으로 가능케 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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