统一混沌系统反馈同步及在保密通信中的应用

基于非线性系统的状态线性化理论,设计了一种新的统一混沌系统同步控制器,实现了加密信息信号准确的恢复.首先通过坐标变换,将驱动系统和响应系统分别转化为类规范型系统,然后对两个类规范型系统构造误差方程.根据线性系统极点配置方法设计反馈控制器,从而实现两个混沌系统全部状态同步.进而,在发送端用多个混沌信号对信息信号进行掩盖后传送出去,在接收端对混沌掩盖信号进行解密从而恢复出信息信号.最后进行数字仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.     

一类不确定混沌系统的模糊滑模控制与同步

针对一类具有不确定项的二阶连续时间混沌系统的定值跟踪控制和自混沌同步及异结构混沌同步问题,提出了一种模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器,并从理论上证明了控制系统的稳定性.在该控制器的作用下,可以实现两个相同或不同结构的混沌系统的控制与同步,且不受不确定性的影响,具有很强的鲁棒性.定值跟踪和同步控制的仿真结果表明,该控制器是有效的.     

基于线性控制器的时滞混沌系统同步与数字电路实现

以Lorenz时滞混沌系统为研究对象,基于Lyapunov-Krasovskii泛函理论,设计了一组线性控制器实现混沌同步. 所设计的控制律简单,鲁棒性强并且易于实现. 为验证所提出的控制算法的有效性,基于DSPbuilder设计了时滞混沌系统的数字电路,并在数字电路上完成了混沌系统的同步仿真. 仿真结果表明所设计的控制器取得了很好的控制效果.     

环状脉冲控制下的多个混沌系统同步

针对多个混沌系统同步问题, 提出了一种基于脉冲控制理论环状控制方法. 利用微分算子中值定理和矩阵运算, 通过Gronwall不等式和跳跃的脉冲响应设计控制器, 从而推导出了环状脉冲控制下多个混沌系统全局同步.典型的时滞混沌Hopfield神经网络和Lorenz混沌系统仿真结果表明, 该方法有效、可靠, 且具有强鲁棒性.     

一类永磁电动机的混沌反控制研究

研究了永磁同步电动机系统在不改变电机结构参数条件下的混沌反控制问题.该方法借鉴非线性系统模型跟踪控制的思想,利用电机系统和混沌系统状态变量之间的关系来设计控制器.根据误差的变化,控制器随时做出响应,强迫被控系统的状态变量从非混沌状态转化为混沌状态.实现了永磁同步电动机系统比较精确跟踪混沌系统的过程.本文方法中控制器参数的选取范围比较宽,为控制器设计带来很大方便.仿真结果验证了本文控制方法的有效性.     

细胞神经网络超混沌同步系统性能分析及应用

构造状态观测器可实现混沌同步.常规的研究方法是通过任意配置极点来达到同步,但对同步系统的性能分析较少.设计了一个新的五维细胞神经网络超混沌同步系统,研究分析表明极点配置与同步速度密切相关.为最大限度地减少噪声对收发双方同步误差的干扰,提出了选择反馈矩阵和补差值相结合的方法,并将其应用于多通道图像保密通信系统,仿真结果表明该设计方法可实际应用于多媒体保密通信之中.     

超混沌系统的逆系统滑模跟踪控制研究

根据逆系统设计方法,对超混沌系统进行线性化并解耦,构造出一个伪线性系统;并基于指数趋近律,设计了伪线性系统的滑模变结构控制策略,从而推导出超混沌系统的目标跟踪控制器.以一个四维超混沌系统为例进行控制研究,仿真结果表明,在控制作用下,超混沌系统能实现对平衡点、周期状态目标的稳定跟踪控制以及对混沌信号的同步控制.研究结果为实现其他超混沌系统的控制与同步提供了借鉴.     

分数阶混沌系统的主动滑模同步

结合主动控制和滑模控制原理,提出了一个同步分数阶混沌系统的主动滑模控制方法.该方法首先用分数阶积分对所有维状态分量设计一个滑模面,分数阶混沌系统在该滑模面上稳定.然后采用极点配置的方法获得主动滑模控制器中的增益矩阵.应用Lyapunov稳定性理论、分数阶系统稳定理论对所提的控制器的存在性和稳定性分别进行了分析.对分数阶Lorenz系统进行数值仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于变结构思想的OGY同步控制器

为扩展混沌控制方法在混沌同步中的应用, 设计了一种基于变结构思想的Ott-Grebogi-Yorke(OGY)同步控制器. 基于变结构控制的思想, 将OGY混沌控制方法进行了扩展, 通过误差系统近似的线性模型寻找合适的稳定流形, 进而通过变结构控制器将误差系统的轨迹控制到稳定流形上面, 实现混沌系统的同步. 这种变结构控制策略使得OGY方法可以应用到混沌同步当中. H′enon映射的仿真结果验证了该控制策略的有效性.     

不确定混沌系统的自适应滑模变结构同步

针对一类不确定混沌系统,运用自适应滑模变结构控制方法,设计了相应的控制器和自适应律,实现了混沌系统的主从同步控制.通过构造Lyapunov函数在理论上证明了该同步方法的有效性,并且在不确定项上界未知的情况下,对系统未建模部分和噪声干扰具有很强的鲁棒性.最后以Duffing-Holmes系统为例,进行了混沌同步仿真,仿真结果表明该方法的有效性.     

非均匀气隙永磁同步电机的有限时间混沌同步

针对非均匀气隙永磁同步电机(PMSM)混沌系统,提出一种改进的主动有限时间同步控制器.该控制器首先利用主动控制来实现动态误差系统非线性项和线性项的近似解耦,再通过有限时间稳定控制来实现驱动系统和相应系统的有限时间同步.通过仿真实验,验证了该控制器比传统的控制器具有更强的鲁棒性和快速响应能力.     

利用滑模变结构控制的混沌同步控制

利用滑动模态控制研究了含有不确定性的混沌系统的同步控制问题。用极点配置和LMI方法设计的切换函数保证了带有非线性项的滑动模态混沌同步,用指数滑模到达条件给出了鲁棒混沌同步控制器设计。由于控制器的设计是基于滑动模态的不变性和线性矩阵不等式方法给出的,与常规方法相比较,给出的控制器滑动模态不受干扰的影响,系统有很好的鲁棒性和快速跟踪能力;切换函数的参数可用线性矩阵不等式求解得出,计算方便,所得结果保守性小。最后以Chen系统为例,进行了混沌同步仿真,仿真结果表明所给出的方法是有效的。     

基于Lorenz混沌系统的同步控制方法仿真

由于受到噪声、干扰以及系统不稳定的影响,混沌同步保密通信很难避免两个系统参数完全相同的扰动,甚至可以使原先同步的系统失去同步或带来较大误差.该文以Lorenz动力学系统为对象,基于同步理念,设计了一种当系统参数未知时的同步控制方法.该方法在系统单状态同步控制的基础上,通过设计合适的控制器和参数自适应律,实现相同结构而参数互异混沌的系统渐近同步,并以典型的Lorenz混沌系统进行了仿真,结果表明该方法可以很好的达到同步控制要求,验证了所提方案的可行性.     

Chaos synchronization and duration time of a class of uncertain chaotic systems

This paper addresses the problem of chaos synchronization from a control theoretic point of view. The main idea is to construct an augmented dynamical system from the synchronization error system, which is itself uncertain. A new dynamic output feedback is applied to perform synchronization in spite of master/slave mismatches. In this way, the nonidentical chaotic synchronization can be attained. The advantage of this method over the existing results is that the feedback controller has a predictable synchronization delay. The synchronization time is explicitly computed. Computer simulations are provided to verify the operation of the designed synchronization algorithm.     

强迫布鲁塞尔振子动力学行为和全局指数同步的数值仿真

用Matlab软件数值模拟了系统分歧和混沌等的动力学行为发生的全过程,基于最大Lyapunov指数谱、分岔图、庞加莱截面以及功率谱和返回映射等仿真结果揭示了此系统混沌行为的普适特征.采用线性反馈同步控制方法实现该系统的全局指数同步.用Lyapunov第二方法从理论上证明了该同步方法的有效性.同时对同步系统进行仿真,验证了方法的有效性.     

Lorenz混沌系统的自时滞同步

针对自时滞混沌同步进行研究,在Lorenz混沌系统的基础上引入双时滞,得出不同于Lorenz混沌系统的新吸引子,并有效设置时滞控制器和参数辨识器,实现Lorenz混沌系统的自时滞同步。利用Matlab的数值仿真结果证明,该自时滞混沌同步方法可行、有效,并且同步时间较短。     

Function Approximation Technique Based Adaptive Control for Chaos Synchronization between Different Systems with Unknown Dynamics

This paper presents a function approximation technique based immersion and invariance adaptive controller for chaos synchronization between nonidentical systems with unknown dynamics. In the proposed control scheme, the control system is reconstructed as the combination of a controllable linear system and a variation term from the original system. The variation term is treated as time-varying uncertainty and approximated by a group of weighted chosen basis functions. The immersion and invariance methodology is employed to design the adaptive control law such that both the synchronization error and uncertainty estimation error converge to zero. Two typical chaos synchronization problems are used in numerical simulations to verify the effectiveness and superiority of the proposed controller.

     

不确定Van der Pol混沌系统的模糊同步控制

本文研究了不确定Van der Pol混沌系统的同步问题,并进行了基于规则的模糊逻辑控制器(FLC)的控制。首先寻找主从Van der Pol混沌系统满足Lyapunov稳定性理论的条件,在此基础上建立模糊规则,设计模糊控制器,实现不确定混沌系统的同步。通过不确定VanderPol混沌系统的两组仿真结果,验证了模糊同步控制方法具有很好的鲁棒性。最后为了进一步验证该方法的有效性,本文在相同条件下,利用反馈控制的方法实现不确定主从VanderPol混沌系统的同步,然后再将此方法的仿真结果与本文的模糊同步控制方法的仿真结果在稳态误差及同步所需时间这两个方面进行对比分析。分析结果验证了本文同步方法的可行性及有效性。     

无速度传感器PMSM混沌运动的非奇异快速终端滑模控制

针对永磁同步电机调速系统中速度传感器存在安装缺陷及在某些特定的参数下电机会呈现混沌特性,提出了无速度传感器永磁同步电机滑模控制混沌抑制方法．在无速度传感器运行的永磁同步电机矢量控制调速系统基本框架下,采用非奇异快速终端滑模控制方法来抑制电机的混沌运动．首先在永磁同步电机的混沌模型基础上通过仿真验证了混沌现象的存在;然后利用扩张状态观测器（ESO）估计转速,构成无速度传感器永磁同步电机矢量控制系统;在此基础上设计了非奇异快速终端滑模控制器,当电机在某些参数条件下呈现混沌现象,即刻通过控制器的切入来抑制永磁同步电机的混沌运动．最后通过仿真验证该方法的有效性,保证电机运行稳定和可靠.     

线性反馈控制在保密通信中的应用

为解决保密通信中信息解密的混沌同步问题,提出一种混沌同步的线性反馈控制方法。证明混沌保密通信中混沌系统的最终有界 性,将该混沌系统的界应用到混沌同步中,用线性反馈控制实现2个混沌系统的完全同步。计算机模拟实验结果验证了该方法的有效性。