1.一种动力学系统的流形电路,其特征在于:包括输入端、中间级电路以及输出端,所述中间级电路包括运算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U4A、U5A、U6A、U7A和U8A,电阻R1~R26,电容C1和C2,乘法器M1、M2,开关S1、S2、S3、S4,直流电压源V1、V2、V3和V4和供电电源,所述输入端和输出端分别包括第一维度输入、输出端记为x1和第二维度输入、输出端记为x2,第一维度x1分别与中间级电路连接形成闭环,第一维度输出端反馈回到第一维度输入端,第二维度x2分别与中间级电路连接形成闭环,第二维度输出端反馈回到第二维度输入端,动力学系统的数学表达式如下:;
将微分方程变为积分方程:
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基于输入端、中间级电路以及输出端建立动力学系统的流形电路关系式:
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其中;
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与(1)式对应参数如下;
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调节开关S1、S2、S3、S4位置以实现不同类别的动力学系统流形,分别具有以下四种情况:
情况一:开关S1置于1位置,开关S3断开;开关S2置于1位置,开关S4断开,此时为第一类流形,主对角线有两个鞍点,次对角线有一个汇、一个源;
情况二:开关S1置于0位置,开关S3闭合;开关S2置于1位置,开关S4断开,此时为第二类流形,主对角线有一个源、一个汇,次对角线有两个鞍点;
情况三:开关S1置于1位置,开关S3断开;开关S2置于0位置,开关S4闭合,此时为第三类流形,主对角线有一个汇、一个源,次对角线有两个鞍点;
情况四:开关S1置于0位置,开关S3闭合;开关S2置于0位置,开关S4闭合,此时为第四类流形,主对角线有两个鞍点,次对角线有一个源、一个汇;
微分方程变为积分方程时有初始条件,此时初始条件就是电容两端初始电压,通过调节电容C1和C2的初始电压以实现流形电路中不同初始条件下的动力学轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种动力学系统的流形电路,其特征在于:所述第一维度x1经过电阻R2接入运算放大器U1A的正向输入端Vp_U1A,Vp_U1A端与电阻R4的上端相连,R4的下端接地,直流电压源V1负极接地,正极经过电阻R1与运算放大器U1A的反向输入端Vn_U1A相连,Vn_U1A端与电阻R3的左端相连,R3的右端连接运算放大器U1A的输出端Vo_U1A,Vo_U1A端连接单刀双掷开关S1左端,单刀双掷开关S1的0端连接电阻R17的左端,电阻R17的右端连接运算放大器U3A的反向输入端Vn_U3A,Vn_U3A端连接电阻R18的左端,电阻R18的右端连接运算放大器U3A的输出端Vo_U3A,运算放大器U3A的输出端Vo_U3A连接开关S3的左侧,开关S3右侧连接乘法器M1的1端,运算放大器U3A的正向输入端Vp_U3A接地;单刀双掷开关S1的1端直接连接乘法器M1的1端;
所述第一维度x1经过电阻R6接入运算放大器U1B的正向输入端Vp_U1B,Vp_U1B端与电阻R8的上端相连,R8的下端接地,直流电压源V2负极接地,正极经过电阻R5与运算放大器U1B的反向输入端Vn_U1B相连,Vn_U1B端与电阻R7的左端相连,R7的右端连接运算放大器U1B的输出端Vo_U1B,运算放大器U1B的输出端Vo_U1B连接到乘法器M1的2端,乘法器M1的输出端经过电阻R19连接到运算放大器U4A的反向输入端Vn_U4A,Vn_U4A端与电容C1的左端相连,电容C1的右端连接到运算放大器U4A的输出端Vo_U4A,运算放大器U4A的正向输入端Vp_U4A接地,运算放大器U4A的输出端Vo_U4A经过电阻R20连接到运算放大器U5A的反向输入端Vn_U5A,运算放大器U5A的正向输入端Vp_U5A接地,运算放大器U5A的反向输入端Vn_U5A连接电阻R21的左端,电阻R21的右端连接运算放大器U5A的输出端x1,此时输出端反馈回到输入端;
第二维度x2经过电阻R10接入运算放大器U2A的正向输入端Vp_U2A,Vp_U2A端与电阻R12的上端相连,R12的下端接地,直流电压源V3负极接地,正极经过电阻R9与运算放大器U2A的反向输入端Vn_U2A相连,Vn_U2A端与电阻R11的左端相连,R11的右端连接运算放大器U2A的输出端Vo_U2A,Vo_U2A端连接单刀双掷开关S2左端,单刀双掷开关S2的0端连接电阻R22的左端,电阻R22的右端连接运算放大器U6A的反向输入端Vn_U6A, Vn_U6A端连接电阻R23的左端,电阻R23的右端连接运算放大器U6A的输出端Vo_U6A,运算放大器U6A的输出端Vo_U6A连接开关S4的左侧,开关S4右侧连接乘法器M2的1端,运算放大器U6A的正向输入端Vp_U6A接地;单刀双开关S2的1端直接连接乘法器M2的1端;
第二维度x2经过电阻R14接入运算放大器U2B的正向输入端Vp_U2B,Vp_U2B端与电阻R16的上端相连,电阻R16的下端接地,直流电压源V4负极接地,正极经过电阻R13与运算放大器U2B的反向输入端Vn_U2B相连,Vn_U2B端与电阻R15的左端相连,R15的右端连接运算放大器U2B的输出端Vo_U2B,运算放大器U2B的输出端Vo_U2B连接到乘法器M2的2端,乘法器M2的输出端经过电阻R24连接到运算放大器U7A的反向输入端Vn_U7A,Vn_U7A端与电容C2的左端相连,电容C2的右端连接到运算放大器U7A的输出端Vo_U7A,运算放大器U7A的正向输入端Vp_U7A接地,运算放大器U7A的输出端Vo_U7A经过电阻R25连接到运算放大器U8A的反向输入端Vn_U8A,运算放大器U8A的正向输入端Vp_U8A接地,运算放大器U8A的反向输入端Vn_U8A连接电阻R26的左端,电阻R26的右端连接运算放大器U8A的输出端x2,此时输出端反馈回到输入端。
3.根据权利要求2所述的一种动力学系统的流形电路,其特征在于:所述运算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U4A、U5A、U6A、U7A和U8A的型号为TL082CP。
4.根据权利要求2所述的一种动力学系统的流形电路,其特征在于:所述乘法器型号为MPY634KP。
5.根据权利要求2所述的一种动力学系统的流形电路,其特征在于:所述运算放大器U1A、U1B、U2A、U2B、U3A、U4A、U5A、U6A、U7A和U8A和乘法器M1、M2的供电电压均为±15V。
6.根据权利要求2所述的一种动力学系统的流形电路,其特征在于:所述电阻R1~R26均为10kΩ,C1=C2=10nf。
7.根据权利要求2所述的一种动力学系统的流形电路,其特征在于:所述直流电压源V1=1V、V2=6V、V3=6V、V4=1V。