2009年5月16日土曜日

カオス #20 電子回路とカオス

こんばんは,久しぶりのカオスネタ.

色々と調べていたら,電子回路において発生するカオスの例を見つけました(下記参考文献参照).

Fig.1が回路,Fig.2がその回路における微分方程式です.回路,微分方程式は参考文献の引用です.


Fig.1





Fig.2

ここで,
vc1 : c1の電圧
vc2 : c2の電圧
iL : Lの電流

この回路において,vc1をスピーカーにつなぐと,G(=1/R)の値によって,カオスな音が聞こえます.
回路を組みたいのですが,部品がナッシングなので,上の微分方程式を解いてみます.解析に解くのは無理ですので,ルンゲ・クッタ法を用いて,数値的に解いてみました.

パラメータ




下に動画を示します(音が出ますのでご注意).




ここでは,
G=6.0~8.0
vc1 - リサージュ:x軸, チャンネル:Left
iL - リサージュ:y軸, チャンネル:Right
としています.
リサージュを見てもらうと,

    平衡点アトラクタ
    周期点アトラクタ
    周期倍分岐
    カオス領域
      スパイラル
      スクリュー
      ダブルスクロールアトラクタ
    ダブルスクロールアトラクタの死


の様な流れです.
周期アトラクタのときは,音はきれいですが,カオス領域になるとほとんどノイズに聞こえます.
たまに,窓の領域に入ると,音が澄んで聞こえます.

参考文献

合原 一幸.カオス―カオス理論の基礎と応用 (Information & computing).サイエンス社.1990,341p.

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