基于观测器的一类连续非线性系统的采样控制

首先使用反演方法分别设计了系统的连续时间状态反馈控制器、连续时间观测器和基于连续时间观测器的连续时间控制器. 接下来, 利用零阶保持法对连续时间状态反馈控制器进行离散化, 获得了状态反馈采样控制器; 利用零阶保持法对基于连续时间观测器 的连续时间控制器离散化, 获得了基于连续时间观测器的采样控制器; 利用Euler法对连续时间观测器离散化, 同时利用零阶保持法对控制器离散化, 从而获得了采样观测器和基于采样观测器的采样控制器. 本文论证了上述状态反馈采样控制器和基于连续时间观测器的采样控制器可以保证闭环系统渐近稳定, 而基于采样观测器的采样控制器可以保证被控对象的状态是有界的, 其最终边界依赖于设计参数与采样周期. 最后, 通过选择适当的采样周期, 完成了闭环采样控制系统的设计. 一个船舶航向控制的例子表明应用本文 所提方法设计出的三种采样控制器具有良好的控制效果.     

一类具有量化误差的多步长非线性采样系统的镇定

基于连续时间系统模型进行控制器设计,离散化后执行采样控制的方法,研究一类具有量化误差的多步长非线性采样系统的镇定问题.由于非线性因素而无法使用提升技术以及系统状态仅在采样时刻可检测的事实,控制器中不可检测的系统状态被以采样时刻的状态为初始状态的欧拉叠代近似所获得的近似状态所替换.在采样系统的保持周期可调节的情况下,运用此修正控制器来镇定整个多步长非线性采样系统,可得系统近似误差和采样量化误差可分离的结果;同时利用李雅普诺夫函数方法,克服近似误差和量化误差的双重影响,得到系统实用镇定的结果.最后,仿真例子验证了本文的结果有效.     

双率采样系统的基于观测器的网络化H∞控制

研究一类带有网络传输时滞和丢包的双率采样系统的网络化H∞控制问题. 假设对象状态变量被分成两个分向量, 同一分向量的状态变量由同一类传感器以相同周期采样, 且两类传感器的采样频率不同. 采样后的分向量分别通过非理想网络传输到控制器端. 考虑到双率采样、网络传输时滞和丢包现象, 引入同步观测器来估计对象状态并设计基于估计状态的控制器来镇定双率采样系统. 基于这个思路, 将双率采样的网络化控制系统建模为带有两个时变时滞的连续系统. 利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法, 以矩阵不等式形式给出该系统的稳定性判据和控制器设计方法. 最后, 通过数值例子验证所提方法的有效性.     

Markov跳变系统的非同步事件触发耗散容错控制

本文主要研究一类具有执行器故障的Markov跳变系统的非同步事件触发耗散容错控制问题.通过引入非同步事件触发器来降低传感器的采样数据传输频率,从而降低通信消耗.采用两个独立的隐Markov模型分别描述触发器、控制器与原系统之间的非同步现象.在此框架下,基于Lyapunov稳定性和耗散理论,得到了闭环控制系统在执行器存在故障的情况下随机稳定并严格耗散的充分条件.并借助矩阵不等式变换技术给出了触发器和控制器矩阵参数的求解方法,实现了触发器和控制器的协同设计.最后,通过仿真研究验证了所提出的设计方法的有效性.     

Rossler系统的最小时间同步

采用最小时间控制方法为Rossler的同步误差系统设计了一个非线性状态反馈控制器,基于Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的控制器能够使受控误差系统全局渐近稳定到同步误差系统的零点,并且使所提出的目标泛函取得极小值．数值仿真表明,所设计的控制器实用有效并且易于实现．     

分数阶Rossler混沌系统的模糊同步控制

采用分数阶T-S模糊模型对分数阶Rossler混沌系统建模．使用并行分布式补偿方法设计模糊状态反馈控制器,使得闭环系统极点位于稳定区域内,从而保证闭环系统满足渐近稳定性条件．利用所设计的模糊状态反馈同步控制器实现了两个具有不同初始条件的分数阶Rossler混沌系统的同步．数值仿真结果表明该方案的有效性．     

基于事件触发的神经网络控制器稳定性分析

针对非线性系统稳定性问题,设计了基于事件触发的神经网络控制器来稳定非线性系统,控制器只有在触发规则满足的条件下,才更新控制参数,降低了网络传输率。算法开始先建立非线性系统模型,在采样过程中引入事件触发机制,并且设计了神经网络控制器,对于系统中包含的传输时滞,引入系统时滞模型,运用输入延迟法将同步控制器求解问题转化为时滞系统的稳定性问题。再通过构造分段Lyapunov-Krasovskii泛函并结合Jensen不等式,给出了非线性系统稳定条件。与传统数据采样系统相比,本文所提出的方法有效地增大了采样间隔,结尾通过例子仿真验证了所提出方法的有效性。     

状态不可测的混沌系统不稳定平衡点控制方法

文中研究了连续混沌系统在状态信息不可测的情形下,连续混沌系统不稳定平衡点的控制问题,提出一类连续混沌系统不稳定平衡点的控制方法。首先对连续混沌系统进行状态观测器的设计,同时给出观测器增益矩阵的求解方法;然后利用观测器观测的状态进行反馈,设计连续混沌系统的状态反馈控制器,同时给出控制器增益矩阵的求解方法;最后以蔡氏电路为例对所提出的方法进行仿真分析,给出最终的仿真图形及结果。分析结果验证了文中方法的正确性和有效性。     

连续混沌系统控制与同步的自适应方法

提出一种能大范围实现连续混沌系统控制与同步的连续自适应控制器。无论驱动系统处于何种状态 ,在连续自适应控制器控制下均可使响应系统按驱动系统给定轨道演化。该连续自适应控制器对系统参数不匹配及噪声干扰具有一定的鲁棒性。蔡氏电路混沌系统的数值仿真说明了所提出方法的有效性     

基于直接构造法的不同参数统一混沌系统的同步

研究不同参数统一混沌系统的同步问题.首先采用直接构造法为响应系统设计适当的控制器,将误差系统 化成三对角结构;然后根据具有三对角结构的非线性系统状态全局渐近稳定的性质,得到误差系统状态在原点渐近稳定,进而实现驱动系统与响应系统的同步;最后在参数相同和参数不同两种情况下.分别对统一混沌系统的同步进行数值仿真,仿真结果表明所提出的设计方法是有效的.     

不确定Lorenz系统的参数识别与异结构同步

设计了一种参数识别器和同步控制器,研究了不确定混沌系统的参数识别与异结构同步问题．根据稳定性原理,确定了参数识别器和同步控制器的结构,以不确定Lorenz混沌系统和Rossler混沌系统为例,验证了其有效性．仿真模拟结果表明,在参数识别器和同步控制器的共同作用下,异结构不确定Lorenz混沌系统和Rossler混沌系统可以达到完全同步,并且不确定Lorenz混沌系统的参数全部可以得到识别．     

混沌系统与稳定系统的同步控制研究

通过对异结构混沌系统的广义投影同步进行分析研究,发现其本质为利用驱动系统的输出信号构造合适的非线性反馈控制器,使得响应系统具有和驱动系统相一致的拓扑结构,从而两系统可以同步.在此基础上,认为只要构造一个合适的控制器就有可能使得一个混沌系统和任意一个系统发生同步,数值仿真主要针对一个稳定系统,构造合适的非线性反馈控制器,实现其和一个四维混沌系统的广义投影同步,表明了理论推导的正确性和所设计的控制器的有效性.     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用

针对统一混沌系统和Qi混沌系统的模型，根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理，构造主动控制器使得这两个异结构的混沌系统实现同步，并且实现了驱动系统参数已知而响应系统参数未知的异结构混沌系统的白适应同步，并且能较怏的辨析出系统的未知参数．并利用MATLAB进行数字仿真，将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌扩频保密通信中．仿真结果表明，异结构混沌系统能够实现稳定的同步，且在混沌掩盖和混沌扩频保密通信中，有用信号均能有效地在接收端恢复出来．     

Exponential synchronization of two totally different chaotic systems based on a unified model

This paper presents an exponential synchronization scheme between two chaotic systems with different structures and parameters. A unified model consisting of a linear dynamic system and a bounded static nonlinear operator is employed to describe these totally different chaotic systems. A novel state feedback control law is established to exponentially synchronize the two unified models with different parameters. Most chaotic systems with different structures and parameters, such as Hopfield neural networks, cellular neural networks, Chua’s circuits, unified chaotic systems, Qi systems, and chaotic recurrent multilayer perceptrons, can be transformed into this unified model with the synchronization controller designed in a unified way. Two numerical examples are exploited to illustrate the effectiveness of the proposed design schemes.     

Synchronization of chaotic attractors with different equilibrium points

This paper investigates the synchronization of coupled chaotic systems with many equilibrium points. By addition of an external switching piecewise-constant controller, the system changes to a new one with several independent chaotic attractors in the state space. Then, by addition of a nonlinear state feedback control, the chaos synchronization is presented. This method can be used in many couples of chaotic systems characterized by the same equilibrium point or by two different equilibrium points, even they are the same systems (Lorenz, Jerk, Van der Pol) or two chaotic systems with different structures (Lorenz modified).     

非恒同混沌系统的全状态广义同步

在已有的广义同步定义基础上,提出了一种新的概念-非恒同混沌系统的全状态广义同步(FSGS),给出了实现全状态广义同步的统一的控制器形式,该控制器适用范围人,结构相对简单,并且是白适应的.以Chua电路、Lorenz系统、Rossler系统和Liu系统为例,数值实验验证了该方法的有效性,该控制方法可以很快的实现两个混沌系统的全状态广义同步.     

优化策略在不同类型混沌系统同步中的应用

利用Ｌａｇｒａｎｇｅ优化策略设计同步控制器,根据扩张状态观测器（ＥＳＯ）对系统之间的结构信息进行渐进估计,给出一个可实现的同步制策略,实现了两个不同结构的混沌系统之间的同步。以Ｄｕｆｆｉｎｇ和Ｖａｎｄｅｒ Ｐｏｌ系统为例进行仿真,效果良好。     

分数阶异结构超混沌系统完全同步与反相同步控制

以分数阶Lü混沌系统和分数阶Chen超混沌系统为例,研究了维数不同、分数阶次不相等的异结构的混沌系统和超混沌系统的完全同步和反相同步.首先,基于分数阶系统稳定性理论和非线性动力学理论,构造出相应的非线性控制器,实现了两个维数不同,分数阶次不相等异结构混沌系统与超混沌系统的完全同步和反相同步;其次,基于分数阶稳定性理论,对上述两类同步给出了严格的数学证明;最后,借助于预估-校正算法,利用数值模拟验证了所提方法的有效性.     

参数未知的统一混沌系统的同步

针对统一混沌系统,研究驱动系统参数未知,响应系统参数可以调整的自适应同步问题。基于Lyapunov稳定性理论,结合驱动法,提出采用多控制器和单一控制器两种方案实现自适应统一系统的新方法,给出控制律以及参数自适应律的解析表达式。数值仿真结果验证这两种方法的有效性与可行性。     

超混沌LC振子系统的主动追踪控制

针对四维超混沌LC振子系统,设计了非线性控制器.理论证明了该控制器可使受控超混沌LC振子系统按指数速率追踪任意给定的参考信号,并实现了超混沌LC振子系统与不同维数混沌系统的异结构同步.数值仿真实验验证了该控制器的有效性.