Sinusoidal oscillator parametrically forced to robust hyperchaotic states: the lumpkin case
Loading...
Date
2024-06-24
Authors
Petržela, Jiří
Polák, Ladislav
0000-0001-5286-9574Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
SPRINGER
Altmetrics
Abstract
The objective of this paper is to showcase the capability of the conventional circuit structure known as the Lumpkin oscillator, widely employed in practical applications, to operate in robust chaotic or hyperchaotic steady states. Through numerical analysis, we demonstrate that the generated signals exhibit a significant level of unpredictability and randomness, as evidenced by positive Lyapunov exponents, approximate entropy, recurrence plots, and other indicators of complex dynamics. We establish the structural stability of strange attractors through design and practical construction of a flow-equivalent fourth-order chaotic oscillator, followed by experimental measurements. The oscilloscope screenshots captured align well with the plane projections of the approximate solutions derived from the underlying mathematical models.
Cílem tohoto článku je ukázat, že konvenční, prakticky běžně využívaná obvodová struktura známá jako Lumpkinův oscilátor může stabilně pracovat v režimu generování hyperchaotických oscilací. Provedená numerická analýza ukazuje, že generované signály vykazují značný stupeň nepředvídatelnosti a nahodilosti, což je dokázáno existencí kladného Lyapunovského exponentu, výpočtem aproximační entropie, rekurentními grafy a dalšími indikátory komplexní dynamiky. Strukturální stabilita podivných atraktorů je dokumentována rovněž návrhem a konstrukcí dynamicky ekvivalentního chaotického oscilátoru čtvrtého řádu, následovaného experimentálním měřením. Snímky z osciloskopu jsou ve velmi dobré shodě a aproximativním řešením systému získaným z výchozího matematického modelu.
Cílem tohoto článku je ukázat, že konvenční, prakticky běžně využívaná obvodová struktura známá jako Lumpkinův oscilátor může stabilně pracovat v režimu generování hyperchaotických oscilací. Provedená numerická analýza ukazuje, že generované signály vykazují značný stupeň nepředvídatelnosti a nahodilosti, což je dokázáno existencí kladného Lyapunovského exponentu, výpočtem aproximační entropie, rekurentními grafy a dalšími indikátory komplexní dynamiky. Strukturální stabilita podivných atraktorů je dokumentována rovněž návrhem a konstrukcí dynamicky ekvivalentního chaotického oscilátoru čtvrtého řádu, následovaného experimentálním měřením. Snímky z osciloskopu jsou ve velmi dobré shodě a aproximativním řešením systému získaným z výchozího matematického modelu.
Description
Citation
NONLINEAR DYNAMICS. 2024, vol. 112, issue 18, p. 16423-16443.
https://link.springer.com/article/10.1007/s11071-024-09896-y
https://link.springer.com/article/10.1007/s11071-024-09896-y
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en