远程混沌保密通信系统的鲁棒同步控制方法研究及应用

本项目拟针对一类含有信号传输时延的远程混沌保密通信系统的同步控制问题展开研究。首先将针对实际通信系统中混沌保密电路可能出现的扰动及元器件失效的情况，探求同步控制器的设计方案，确保混沌保密通信系统具有较好的鲁棒性及容错能力；其次，拟研究远程保密通信系统的计算机同步控制问题，针对实际通信系统信号传输中经常出现的丢包问题，探求采样频率，数据丢包率及系统稳定性之间的关系；进一步，针对元器件故障，设计基于采样数据的容错控制器，增强混沌系统计算机同步控制的容错能力。最后，基于理论研究成果，在不对现有固定电话通信设备改装的前提下，拟设计、开发一套具有较强鲁棒性的远程固话语音混沌保密通信原型系统。本项目拟开展的研究工作，完全从通信系统实际应用中存在的问题出发，为混沌保密技术在通信系统中的大范围应用做出有益的尝试和探索。

本项目针对混沌保密通信系统的同步控制问题展开深入研究。首先，针对远程混沌保密通信系统电路存在的参数不确定性，外部干扰以及控制器可能出现的故障，分别设计了鲁棒同步控制方案和容错同步控制方案，实现了含有输入时延的混沌系统的鲁棒同步和容错同步；其次，基于计算机控制思想，设计采样同步控制器，实现混沌系统的同步，主要结论包括：1 针对混沌系统中存在的外部扰动及不确定性，采用输入时滞法将混杂混沌系统转化为连续时间系统，实现采样混沌系统的鲁棒同步；2 针对采样控制器出现的数据丢包问题，采用近似离散化方法将混杂混沌系统转化为离散系统并基于切换控制思想，将含有数据丢包的误差系统用切换系统表示，克服了数据丢包对混沌系统同步的影响，并得到了数据丢失率和混沌系统同步性能之间的关系；3 针对混沌系统出现的控制器故障，设计基于采样的同步控制方案，分别采用离散化方法和输入时滞法处理采样数据，实现了采样混沌系统的同步。最后，基于信号注入策略，设计并实现了语音混沌保密通信电路，使混沌同步应用于固话通信系统中成为可能。. 本研究的开展将进一步扩展混沌同步的使用范围，实现了混沌同步的计算机控制，所取得的成果无论对混沌鲁棒同步控制理论本身的发展，还是混沌保密通信的实际应用的推广都具有相当重要的意义。