ISSN 0869-6632 (Online)
ISSN 2542-1905 (Print)


Cite this article as:

Baranov S. V., Kuznecov S. P., Ponomarenko V. I. Chaos in the phase dynamics of q­switched van der pol oscillator with additional delayed feedback loop. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics, 2010, vol. 18, iss. 1, pp. 12-23. DOI: https://doi.org/10.18500/0869-6632-2010-18-1-12-23

Language: 
Russian
Heading: 

Chaos in the phase dynamics of q­switched van der pol oscillator with additional delayed feedback loop

Autors: 
Baranov Stanislav Vladimirovich, Saratov State University
Kuznecov Sergej Petrovich, Saratov Branch of Kotel`nikov Institute of Radiophysics and Electronics of Russian Academy of Sciences
Ponomarenko Vladimir Ivanovich, Saratov Branch of Kotel`nikov Institute of Radiophysics and Electronics of Russian Academy of Sciences
Abstract: 

We present chaos generator based on a van der Pol oscillator with two additional delayed feedback loops. Oscillator alternately enters active and silence stages due to periodic variation of the parameter responsible for the Andronov–Hopf bifurcation. Excitation of the oscillations on each new activity stage is forced by signal resulting from mixing of the first and the second harmonics of signals from previous activity stages, transported through the feedback loops. The phase difference between each two neighboring succesive activity stages evolves in accordance to the Bernoulli doubling map, with chaotic dynamics. We discuss results of numerical studies: time dependences of variables, attractor portraits, Lyapunov exponents, and power spectrum. The proposed system is implemented as an electronic device, and experimental data are found to be in good correspondence with the computations.

DOI: 
10.18500/0869-6632-2010-18-1-12-23
References: 

1. Kuznetsov S.P. Example of a physical system with a hyperbolic attractor of the Smale–Williams type // Phys. Rev. Lett. 2005. Vol. 95. 144101. 2. Кузнецов C.П., Селезнев Е.П. Хаотическая динамика в физической системе со странным аттрактором типа Смейла–Вильямса // ЖЭТФ. 2006. Т. 129, No 2. С. 400. 3. Isaeva O.B., Jalnine A.Yu. and Kuznetsov S.P. Arnold’s cat map dynamics in a system of coupled nonautonomous van der Pol oscillators // Phys. Rev. 2006. Vol. E 74. 046207. 4. Жалнин А.Ю., Кузнецов C.П. О возможности реализации в физической системе странного нехаотического аттрактора Ханта и Отта // ЖТФ. 2007. Т. 77, No 4. C. 10. 5. Кузнецов С.П., Исаева О.Б., Осбалдестин А.Н. Феномены комплексной аналитической динамики в системе связанных неавтономных осцилляторов с поочередным возбуждением // Письма в ЖТФ. 2007. Т. 33, вып. 17. C. 69. 6. Кузнецов А.П., Кузнецов С.П., Пиковский А.С., Тюрюкина Л.В. Хаотическая динамика в системах связанных неавтономных осцилляторов с резонансным и нерезонансным механизмом передачи возбуждения // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2007. Т. 15, No 6. C. 75. 7. Кузнецов С.П., Пономаренко В.И. О возможности реализации странного аттрактора типа Смейла–Вильямса в радиотехническом генераторе с запаздыванием // Письма в ЖТФ. 2008. Т. 34, вып. 18. C. 1. 8. Kuznetsov S.P. and Pikovsky A.S. Hyperbolic chaos in the phase dynamics of a Q-switched oscillator with delayed nonlinear feedbacks // Europhysics Lett. 2008. Vol. 84. 10013. 9. Farmer D.J. Chaotic attractors of an infinite-dimensional dynamical system // Physica D. Nonlinear Phenomena. 1980. Vol. 4, Issue 3. P. 366 10. Кузнецов С.П. Динамический хаос. 2-е изд. М.: Физматлит, 2006. 356 с. 11. Балякин А.А., Рыскин Н.М. Особенности расчета спектров показателей Ляпунова в распределенных автоколебательных системах с запаздывающей обратной связью // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2007. Т. 15, No6. C. 3. 12. Hasselblatt B., Pesin Y. Hyperbolic dynamics. Scholarpedia 2008; 3(6):2208. 13. Pesin Y., Hasselblatt B. Partial hyperbolicity, Scholarpedia, http://www.scholarpedia.org _2008_. 14. Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Физматлит, 2002. 252 c.

Short text (in English): 
Full text: