采用滑模方法实现多涡卷混沌系统的同步

针对基于滞环的多涡卷混沌系统的同步,提出了一种终端滑模变结构控制方案,使主动混沌系统和被动混沌系统之间实现了同步,使得误差系统在有限时间内到达设定的滑模面,保证误差系统在有限时间内到达系统的平衡点。仿真结果验证了所提出方法的有效性和分析的正确性。     

永磁同步电机有限时间混沌同步控制

阐述了一种永磁同步电机有限时间混沌同步控制的方法。建立永磁同步电机无量纲模型并对系统混沌行为进行分析,基于Lyapunov稳定性理论与主动控制原理,设计了系统的有限时间状态反馈控制器,通过驱动-响应同步法实现了永磁同步电机的有限时间混沌同步。仿真验证了该方法具有较快的响应能力。     

多个时滞混沌系统自适应有限时间同步控制

针对多个时滞混沌系统,研究了其有限时间同步控制问题,所考虑的混沌系统具有不同的结构和时变状态时滞,通过设计适当的自适应更新律,用以在线更新控制器的增益,从而达到更快地收敛速度,并给出了自适应控制器设计方法。利用Lyapunov稳定性定理和有限时间稳定性理论,证明了所设计的自适应控制器和相应的控制增益自适应更新律,均能保证多个误差动态系统的状态在有限时间内达到同步,并给出了同步过渡时间的估计。最后,通过对3个典型的混沌系统,即Lorenz系统、Chen系统和Lü系统的算例仿真,进一步验证了所提自适应有限时间同步控制方法的可行性和有效性。     

一个三维混沌系统的控制与同步

为了研究一个三维自治混沌系统的控制与同步问题,应用自适应控制方法研究混沌系统不稳定平衡点的镇定问题,得出了该系统关于平衡点渐近稳定的一个充分条件,并利用Lyapunov函数和LaSalle不变原理对结论给予了严格的证明.设计了一个较简单的控制器,采用非线性反馈控制方法研究了此混沌系统的错位同步问题,实现了响应系统和驱动系统之间的错位同步,并在Matlab上进行实例仿真.仿真结果表明自适应控制方法的快速有效性和错位同步的可实现性.     

采用终端滑模实现多涡卷混沌系统的追踪控制

针对基于滞环非线性多涡卷混沌系统的追踪控制问题，提出了一种终端滑模控制方法，实现了受控混沌系统对给定参考信号的追踪控制。应用李亚谱诺夫稳定性定理证明了所提出控制方法的正确性。仿真结果验证了追踪误差系统的状态首先在有限时间内到达滑模面，然后在有限时间内收敛到原点，实现了追踪控制。     

具有传输通道时间延迟的一类混沌系统脉冲控制同步

针对一类混沌系统同步控制问题,利用脉冲微分方程的稳定理论,研究了传榆信号具有时间延迟的混沌系统脉冲同步问题,给出了两个混沌系统实现全局渐进同步的判据方法。该方法仅采用具有时间延迟的驱动系统与响应系统输出偏差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个混沌系统达到全局渐进同步,且适用于绝大多数混沌系统的同步控制。所设计的控制器结构简单,收敛速度快,易于实现。Roessler混沌系统的仿真实验进一步验证了该方法的有效性和可行性。     

基于 H∞鲁棒控制器的高精度快速同步进给技术的应用研究

针对高速龙门移动式镗铣加工中心同步传动的不一致性进行了研究,提出H^∞状态反馈控制器构成交叉耦合控制器,对速度环进行补偿控制,使其在不平衡负载或不同扰动下能快速恢复到同步状态。驱动元件采用直线永磁同步电动机,以发挥其高速动态响应能力,进一步实现快速同步,仿真结果表明,此种控制方案有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小。     

基于反推控制和模态估计的永磁同步电机驱动柔性涡簧储能控制方法

涡卷弹簧是新型机械弹性储能系统的储能介质,作为典型的机械弹性元件,在储能过程中表现出较大柔性,使得常规PI控制器难以让系统在正常运行范围内保持较好的动态性能。首先,将涡卷弹簧等效为Euler-Bernoulli梁,基于Lagrange方程建立描述涡卷弹簧振动模态且能用于控制算法的动力学模型;然后,将非线性反推控制引入系统控制中,提出一种基于反推控制的永磁同步电机直接驱动柔性负载的储能运行和振动抑制相统一的控制方法,建立包括模态振动抑制的速度控制器和电流控制器,并从理论上证明了控制器的稳定性;同时针对涡卷弹簧模态的未知性,设计一种带遗传因子最小二乘算法的涡卷弹簧振动模态估计方法。实验结果表明,与传统PI控制相比,提出的控制方法在有效抑制涡簧振动的同时实现了系统平稳储能,由此验证了该方法的正确性与有效性。     

基于全局滑模时滞的电力系统混沌振荡控制

电力系统易受扰动影响,在一定扰动条件下会进入混沌状态。通过分岔图和李雅普诺夫指数谱分析了扰动Pe与Pk单独作用与共同作用时对电力系统的影响,当Pe与Pk单独作用时,系统状态均随着扰动的增加由周期态过渡到混沌态,当Pe与Pk共同作用时,系统状态均随着扰动的增加由混沌态过渡到周期态再过渡到混沌态。设计了一种全局滑模时滞控制策略,时滞控制采用延时反馈环节,即误差信号中采用上个采样周期的采样值与此时的采样值来对不确定系统项与扰动项进行估计,但由于延时环节存在时滞误差,导致系统收敛速度较慢且扰动抑制能力较差。为此,将时滞控制与全局滑模控制相结合,并设计具有快速收敛特性的时滞补偿项,提高系统收敛速度与抗扰动能力,并且可以抑制上界未知的外部扰动。仿真结果表明,相较于时滞控制,所设计的全局滑模时滞控制收敛速度更快,超调量更小,在系统遭受周期扰动与阶跃扰动时仍能保证收敛。     

卷绕系统反演滑模恒张力控制

针对卷绕系统工作时卷料张力波动较大问题,提出了一种基于神经网络区间观测器的反演非奇异快速终端滑模张力控制方法。构建卷绕系统数学模型,利用神经网络逼近卷绕系统中卷料半径、惯量等参数变化部分所引起的随机响应,设计区间状态观测器估计系统转速、卷料张力的上下界。根据估计出的状态值,构建反演非奇异终端滑模控制器,使张力跟踪误差在有限时间内快速收敛到零,有效增强了系统鲁棒性能。仿真实验结果表明,所设计的控制方法使卷料上的张力在1.6 s后达到给定值并保持恒定,相较于常规的滑模控制器和已发表文献中的滑模控制器,其调节时间分别减少了57%和33%,证明了所提出控制方法的有效性和可靠性,满足卷绕设备收卷工艺的要求。     

蔡氏电路的仿真研究

从理论分析和仿真两个角度分别研究非线性电路中的混沌现象。蔡氏电路是一个典型的混沌电路,只要改变其中一个元件的参数,就可产生多种类型混沌现象。在Matlab的平台上编制相关系统和蔡氏电路数学模型的计算机仿真程序,就可实现双蜗卷和单蜗卷状态下的同步。研究结果表明在相同的混沌行为下,仿真实验与理论分析结论十分吻合,能准确地观察到混沌吸引子的行为特征。     

A chaotic circuit demo for communications

This article demonstrates the chaos synchronization as a laboratory experiment to support the fact that chaotic signals can be utilized for a secure communication system. This chaotic signal is obtained between transmitter and the receiver and the extractor circuit determines the BER. The chaos synchronization is used for coherent detection of message signal. The modulator-demodulator circuit is implemented with discrete components to study the effect of chaos extractor circuit and digital information signal. Thus the security is better at higher complexity level. The experiment shows the ability to achieve the chaos synchronization at the hardware level.     

基于蔡氏电路的混沌保密通信研究

通过对混沌理论研究,对电路产生混沌信号进行了分析设计。同时基于蔡氏电路构建了混沌保密通信系统,并利用multisim软件进行了仿真实验。仿真结果表明,在发送端与接收端传送一个叠加混沌信号的信息信号可以实现高质量的保密通信。     

变型蔡氏电路的混沌保密通信

为了产生更复杂的混沌系统,使通信更安全可靠,设计了一种产生丰富混沌行为的变型蔡氏电路,并进行了理论分析和计算机仿真.在此基础上根据驱动-响应同步原理设计了混沌保密通信电路,以方波作为输入信号进行了相应的硬件实验研究,给出了通信系统中各元件的参数和各部分的波形.结果表明:电路实验结果与计算机模拟结果完全符合,并且在响应电路和驱动电路的元件参数一致,其相对误差小于1%的条件下,当输入方波信号频率在约8 kHz～9 MHz时,该变型蔡氏电路的混沌保密通信系统可以实现保密通信.     

检测识别混沌波形的一种新方法

提出了一种新的检测识别混沌波形的方法,并根据混沌的特性设计了一个波形变换电路,目的是通过该波形变换电路实现对混沌波形的识别.文中以双涡蔡氏混沌电路中的混沌波形为例详细地介绍了该方法的机理.实测几个典型实例进一步说明该方法简单、实用和有效.     

混沌调制技术降低Buck型变换器电磁干扰水平研究

随机开关调制技术可以降低开关模式电源电磁干扰 (EMI)水平。混沌信号具有内在的随机性。本文将著名“蔡氏电路”产生的混沌信号经处理后 ,用于Buck型变换器开关的调制控制 ,使其工作在基于混沌的随机模式。通过对四种调制模式下变换器输入电流与周期PWM模式下输入电流频谱的分析比较表明 ,混沌调制技术在扩展频谱方面有良好的效果 ,可以用于降低开关模式电源的电磁干扰水平 ,改善电磁兼容性 (EMC)。     

基于虚拟仪器技术的蔡氏混沌信号发生器设计

混沌是由非线性系统产生的.蔡氏电路是一个最典型的三阶自治混沌电路.文中结合蔡氏电路模型,利用美国NI公司的虚拟仪器软件LabVIEW的数学处理功能编写混沌信号生成程序,并由数据采集卡输出混沌信号,具有易实现,参数易调节,高可靠性等优点.     

利用状态观测器实现四涡卷超混沌同步保密通信

根据系统的稳定性理论,设计了实现超混沌完全同步的状态观测器。利用混沌之间的同步,构建了实现保密通信的技术路线。信号经过加密并被混沌掩盖后,发射给接收端。采用4阶Runge—Kutta方法,对提出的保密通信系统进行了数值仿真。仿真结果显示,超混沌系统和其同步接收器之间在5S内已实现了完全同步,在信道内传递的加密信号中,原始信号完全被混沌所掩盖,仿真结果证实了设计方案的有效性。     

Control and synchronization of fractional-order chaotic satellite systems using feedback and adaptive control techniques

In this article, we present the basic concepts of fractional calculus and control and synchronization of fractional-order chaotic satellite system . Existence and uniqueness solutions of fractional-order satellite system are discussed and local stability of the system at the equilibrium points are studied. The lowest dimension of chaotic attractor of satellite system is 2.88 which is obtained through utilization of the fractional dynamics and computational simulation. Lyapunov exponents and bifurcation diagrams are drawn to measure the existence of chaos in the system. Feedback control method for chaos control in the fractional-order satellite system is achieved. Synchronization of two identical noninteger order chaotic satellite systems are achieved through adaptive control methodology.