Dynamika Uk adów Nieliniowych 2009 Wykład 11 1 Synchronizacja uk adów chaotycznych O synchronizacji mówiliśmy przy okazji języków Arnolda.



Podobne dokumenty
Zastosowanie ciągłych układów chaotycznych do bezpiecznej komunikacji. Karol Jastrzębski

Liniowe i nieliniowe oscylatory

Intermitencja. Często wiry i przepływ laminarny się przeplatają wtedy mówimy o. intermitencji przestrzennej:

Część 1. Transmitancje i stabilność

W celu obliczenia charakterystyki częstotliwościowej zastosujemy wzór 1. charakterystyka amplitudowa 0,

WYKORZYSTANIE ANALIZY CEPSTRALNEJ DO IDENTYFIKACJI SK ADOWYCH WIDMA SYGNA U U YTECZNEGO

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

MODULACJA. Definicje podstawowe, cel i przyczyny stosowania modulacji, rodzaje modulacji. dr inż. Janusz Dudczyk

Sterowanie napędów maszyn i robotów

Linia pozycyjna. dr inż. Paweł Zalewski. w radionawigacji

System zabezpieczenia i monitorowania maszyn wirnikowych TNC 2010

10. Demodulatory synchroniczne z fazową pętlą sprzężenia zwrotnego

M10. Własności funkcji liniowej

Laboratorium Informatyki Optycznej ĆWICZENIE 2. Koherentne korelatory optyczne i hologram Fouriera

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

12. Demodulatory synchroniczne z fazową pętlą sprzężenia zwrotnego

Politechnika Warszawska

Automatyka i robotyka ETP2005L. Laboratorium semestr zimowy

Teoria sterowania - studia niestacjonarne AiR 2 stopień

spr óyny nieliniowej, której spr óystoñƒ maleje dla wi kszych drga½ x.

Teoria i technika systemów.

PL B1. WOJSKOWY INSTYTUT MEDYCYNY LOTNICZEJ, Warszawa, PL BUP 23/13

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Rys1 Rys 2 1. metoda analityczna. Rys 3 Oznaczamy prdy i spadki napi jak na powyszym rysunku. Moemy zapisa: (dla wzłów A i B)

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

impulsowe gradienty B 0 Pulsed Field Gradients (PFG)

RUCH HARMONICZNY. sin. (r.j.o) sin

ELEKTRONIKA W EKSPERYMENCIE FIZYCZNYM

Demodulator FM. o~ ~ I I I I I~ V

Podstawy Automatyki. Wykład 5 - stabilność liniowych układów dynamicznych. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

Transformacje optyczne Transformata Fouriera w optyce

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 7

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Pętla fazowa

stopie szaro ci piksela ( x, y)

SATELITARNE TECHNIKI POMIAROWE WYKŁAD 6

Automatyka ch odnicza seminarium. SiUChKl. Gda sk, r.

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. Opracował: mgr inż. Tomasz Miłosławski

8. PRDY I NAPICIA PRZY ZWARCIACH NIESYMETRYCZNYCH

Elementy pneumatyczne

Wykład FIZYKA I. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak. Katedra Optyki i Fotoniki Wydział Podstawowych Problemów Techniki Politechnika Wrocławska

Politechnika Warszawska

PODSTAWY I ALGORYTMY PRZETWARZANIA SYGNAŁÓW PROGRAM WYKŁADÓW PROGRAM WYKŁADÓW PROGRAM WYKŁADÓW

Ćwiczenie nr 6 Charakterystyki częstotliwościowe

Rys1. Schemat blokowy uk adu. Napi cie wyj ciowe czujnika [mv]

Ruch drgajacy. Drgania harmoniczne. Drgania harmoniczne... Drgania harmoniczne... Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż.

Układy elektroniczne II. Modulatory i detektory

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Twierdzenie 2: Własności pola wskazujące na istnienie orbit

Modulacja i kodowanie - labolatorium. Modulacje cyfrowe. Kluczowane częstotliwości (FSK)

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

Wprowadzenie. Spis treści. Analiza_sygnałów_-_ćwiczenia/Filtry

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

ANTENY I PROPAGACJA FAL RADIOWYCH

Automatyka i robotyka

Dobór współczynnika modulacji częstotliwości

PL B1. ŁUSZCZYK MARIUSZ, Mińsk Mazowiecki, PL SZCZEPANIAK ZENON, Warszawa, PL BUP 09/12

Anteny i Propagacja Fal

2. Próbkowanie Sygnały okresowe (16). Trygonometryczny szereg Fouriera (17). Częstotliwość Nyquista (20).

Podstawy Automatyki. wykład 1 ( ) mgr inż. Łukasz Dworzak. Politechnika Wrocławska. Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji (I-24)

1. Modulacja analogowa, 2. Modulacja cyfrowa

Ukªady równa«liniowych

Pracownia Komputerowa wyk ad IV

Definicje i przykłady

Podstawy Automatyki. Wykład 3 - charakterystyki częstotliwościowe, podstawowe człony dynamiczne. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

ANALIZA SYGNAŁÓ W JEDNÓWYMIARÓWYCH

STEROWANIE UK ADEM DYNAMICZNYM OBRÓBKI CZ CI OSIOWOSYMETRYCZNYCH O MA EJ SZTYWNO CI

I Zastosowanie oscyloskopu do pomiarów kąta przesunięcia fazowego.

Podstawy Automatyki. Wykład 7 - obiekty regulacji. dr inż. Jakub Możaryn. Warszawa, Instytut Automatyki i Robotyki

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

(86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: , PCT/DE03/00923 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

3 Podstawy teorii drgań układów o skupionych masach

Technika audio część 2

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

Transmitancje układów ciągłych

Przetwarzanie bazuj ce na linii opó niaj cej

Podstawowe obiekty AutoCAD-a

u (0) = 0 i(0) = 0 Obwód RLC Odpowiadający mu schemat operatorowy E s 1 sc t = 0 i(t) w u R (t) E u C (t) C

Rys2 Na czerwono przebieg, na niebiesko aproksymacja wielomianem II stopnia.

Detektor Fazowy. Marcin Polkowski 23 stycznia 2008

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Wykład Drgania elektromagnetyczne Wstęp Przypomnienie: masa M na sprężynie, bez oporów. Równanie ruchu

Sterowanie Napędów Maszyn i Robotów

Wykład FIZYKA I. 10. Ruch drgający tłumiony i wymuszony. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Przekształcenia w obliczeniach zwarciowych. Przekształcenie 0, 1, 2 (Składowe symetryczne)

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Podstawy Automatyki. Wykład 3 - Charakterystyki częstotliwościowe, podstawowe człony dynamiczne. dr inż. Jakub Możaryn. Instytut Automatyki i Robotyki

Politechnika Warszawska Wydział Elektryczny Laboratorium Teletechniki

Przetworniki A/C. Ryszard J. Barczyński, Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

ELEMENT SYSTEMU BIBI.NET. Instrukcja Obsługi

Rys 1 Schemat modelu masa- sprężyna- tłumik

Zastosowanie ultradźwięków w technikach multimedialnych

IV. Transmisja. /~bezet

Przedmowa Wykaz oznaczeń Wykaz skrótów 1. Sygnały i ich parametry Pojęcia podstawowe Klasyfikacja sygnałów

Projektowanie i analiza zadaniowa interfejsu na przykładzie okna dialogowego.

Zjawisko interferencji fal

Zakładamy, że są niezależnymi zmiennymi podlegającymi (dowolnemu) rozkładowi o skończonej wartości oczekiwanej i wariancji.

Modele cyklu ekonomicznego

Transkrypt:

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 1 Synchronizacja ukadów chaotycznych O synchronizacji mówiliśmy przy okazji języków Arnolda. Wtedy była to synchronizacja stanów periodycznych. Wiecej na ten temat w artykule pod redakcją prof. Pikovskyego. {hyperlink: http://www.scholarpedia.org/article/synchronization} Chcielibymy doprowadzi do synchronizacji dwa ukady chaotyczne bez utraty ich chaotycznego stanu. Przykad: Zastpmy jedn zmienn ukadu Lorenza 2 odpowiadajc mu zmienn ukadu 1: Okazuje si, e rozpoczcie ruchu z arbitralnie dobranych warunków pocztkowych - przy takim cakowitym podstawieniu jednej zmiennej za drug - po pewnym czasie doprowadzi do zrównania si y 1 = y 2 oraz z 1 =z 2. Jest to stan synchronizacji tosamociowej. S moliwe te sabsze formy synchronizacji: np. taka w której zmienne ukadu odbiorczego s jak funkcj zmiennych ukadu nadawczego (synchronizacja uogólniona na przykad odpowiedajce sobie zmienne s do siebie proporcjonalne - w najprostszym przypadku). Wystpuje te tzw. synchronizacja fazowa o czym poniej.

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 2 Przykad: zastosowanie do telekomunikacji: W nadajniku sygna mowy jest maskowany przez dodanie go do skadowej u ukadu chaotycznego. Skadowa ta jest nastpnie wysyana do odbiornika. W odbiorniku, którego równania s takie same jak w nadajniku sygna jest podstawiany jako u r i ukady doprowadzane s do synchronizacji. Odtwarza to pierwotny przebieg zmiennej u i pozwala odzyskać sygna jak wida poniej: Fakt, e mona odzyska sygna modulacji syganu chaotycznego wiadczy o tym, e zdolno do synchronizacji ukadów chaotycznych jest w duym stopniu odporna na zaburzenia.

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 3 Oczywicie na kady sposób kodowania istnieje sposób na rozszyfrowanie. Na przykad: jest możliwa synchronizacja nieidentycznych (nawet np. ukad Lorenza i ukad Rösslera) ukadów dynamicznych. Oznacza to, e nie trzeba mie odbornika identycznego z nadajnikiem aby odtworzy sygna modulacji. Synchronizacja fazowa Dla prostych oscylacji chaotycznych mona wprowadzi faz podobnie jak to si robi dla figur Lissajou. Przykładem jest oscylacja w układzie van der Pola na rysunku powyżej.

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 4 Natomiast dla bardziej skomplikowanych przebiegów chaotycznych takich jak dla ukadu Rösslera kiedy trajektorie przeplataj si ze sob dogodnie jest uy formalizmu Gabora:

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 5 Dla sygnau s(t) wprowadza si pojcie sygnau analitycznego ( t) s( t) js ~ ( t) Ae j ( t) gdzie (t) jest fazą sygnału, funkcja s~ ( t ) jest transformat Hilberta sygnau s(t): ~ s ( t) 1 PV.. s( ) d t P.V. oznacza warto gówn caki w sensie Cauchy. W praktyce uzyskuje si s~ ( t ) z jej ~ transformaty Fouriera S (j )= - j s(j ). Ukady s zsynchronizowane fazowo gdy rónica faz n 1 - m 2 < const Jako przykad wemy dwa sprzone ukady Rösslera: parametry1,2 = 1 oraz C to odstrojenie czstoci i stopie sprzenia ukadów ze sob.

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 6 Zauważmy, że dwa oscylatory Rősslera są tu sprzężone nie poprzez podstawienie zmiennej jednego układu do układu drugiego ale charakterystycznym członem sprzężenia dyfuzyjnego. Dla odpowiednio dużego C następują synchronizacje uogólnione bądź tożsamościowa. Dla ustalonego odstrojenia, dla umiarkowanych wartości C ukad przechodzi ze stanu, w którym 1-2 t gdzie t to czas a jest redni szybkoci zmian rónicy faz. Dla nieco większych C w różnica faz pomiędzy układami ustala się okresami. Dla jeszcze większych C róznica ta jest stała. Jednoczenie jak wida na rysunku amplitudy obydwu ukadów pozostaj chaotyczne i nieskorelowane - synchronizacja fazowa. Synchronizacja fazowa wystpuje dla o wiele miejszych wartoci sprzenia pomidzy ukadami ni sychnronizacja tosamociowa czy te uogólniona.

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 7

Dynamika Ukadów Nieliniowych 2009 Wykład 11 8 Synchronizacja fazowa znalaza zastosowanie m.in. w medycynie, gdzie pozwala analizowa np. oddziaywania oddechu z rytmem serca. Rosenblum i in., w pracy w Nature z 1997 roku pokazali synchronizację fazową pomiędzy oddechem a rytmem serca. Na rysunku a) widoczna jest faza oddecu otrzymana za pomocą metody sygnału analitycznego Gabora uwidoczniona w momencie skurczu komór (załamek R w EKG). Widoczna jest synchronizacja 5:2 (czarny), stan przejściowy (czerwony) i synchronizacja 3:1. Rodzaj synchronizacji widoczny jest też w histogramach fazy. Jest wiele układów, w których synchronizacja fazowa jest jedynym możliwym trybem synchronizacji. Przykładem są różne układy impulsowe jak pewien gatunek świetlików {hyperlink: http://www.youtube.com/watch?v=srokyelawbo} żyjący w Indonezji.