不确定Willis脑动脉瘤系统的自适应模糊滑模控制

研究了具有不确定项的非线性Willis环上脑动脉瘤系统的混沌控制和同步问题,提出了一种自适应模糊滑模变结构控制方法,设计了模糊滑模变结构控制器及自适应控制律,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,受控Willis脑动脉瘤系统能够达到任意目标轨道,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了控制器的有效性。     

不确定Duffing混沌系统的同步控制

在模糊滑模变结构控制基础上,研究具有不确定性Duffing混沌系统的同步控制问题。选择合适的滑模面,基于Lyapunov稳定性理论设计模糊滑模变结构控制器及自适应更新规则,从理论上证明控制系统的稳定性。由于控制器的设计是基于自适应模糊滑模变结构控制的,与常规方法相比,控制器滑动模态不受干扰的影响,有较好的鲁棒性和快速跟踪能力。通过数值仿真实验验证了该系统的有效性。     

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.     

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.     

超混沌系统的滑模同步控制

为了对超混沌系统进行更深入的研究,通过引入非线性状态反馈控制器在新的三维混沌系统,从而生成一个新的四维超混沌系统,并且分析了此四维超混沌系统的吸引子的相图、对称性、耗散性等特性。使用滑模变结构控制理论控制对该四维超混沌系统进行控制,为了使系统具有更好的趋近效果设计了含有指数趋近律的等效滑模控制器。运用Lyapunov稳定性理论证明了此四维超混沌误差系统的稳定性,给出了滑模控制器存在的充分条件,实现了同结构超混沌系统的同步。利用Matlab-Simulink进行数值模拟,验证了基于滑模控制器的同结构超混沌系统同步的有效性。     

基于自适应模糊滑模控制的分数阶混沌系统的投影同步

基于模糊控制理论和滑模控制理论以及自适应控制理论,研究了一类含有外部扰动的不确定分数阶混沌系统的混合投影同步问题.提出了一种自适应模糊滑模控制的分数阶混沌系统投影同步方法.模糊逻辑系统用来逼近未知的非线性函数和外部扰动,并且对逼近误差采用了自适应控制,同时构造了一种具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面.应用分数阶Barbalat引理设计了自适应模糊滑模控制器和参数自适应律.最后数值仿真结果验证了所提控制方法的有效性.     

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.     

陀螺仪系统同步控制的参数自适应滑模控制

针对带有内部不确定性及外部扰动的陀螺仪混沌系统的同步问题,提出了一种参数自适应滑模控制方法,并给出参数自适应律.该方法不依赖被控混沌系统的数学模型,可以快速跟踪主混沌系统.时域及复频域理论分析表明,由参数自适应滑模控制器组成的闭环控制系统是全局渐近稳定的,而且参数自适应滑模控制器具有良好的抗扰动鲁棒性.仿真结果表明该控制方法计算量小、响应速度快、控制精度高、抗扰动鲁棒性强,在非线性不确定系统控制领域具有广泛的应用价值.     

基于T-S模糊模型的离散混沌系统变结构控制

研究了离散混沌系统模糊变结构控制问题.采用T-S模糊模型描述离散混沌系统,将离散混沌系统模糊化为局部线性模型.依据Lyapunov稳定性定理和线性系统变结构控制趋近律设计方法,设计了一种新型的离散变结构控制器,该控制器不仅能保证局部线性模型渐近稳定,而且能确保模糊动态模型全局渐近稳定.利用Matlab对确定Henon系统和不确定Henon系统进行数值仿真,结果表明所设计的控制器不但有效,而且具备很强的鲁棒性.     

Terminal滑模自适应控制实现一类不确定混沌系统的同步

应用Terminal滑模控制技术和选择指数趋近律来综合滑模控制器，实现一类混沌系统的状态同步．在控制器中引入一类简单的自适应律，用以在线估计界参数．该设计方案消除了滑模控制的到达阶段，状态始终保持在滑模面上，并能在有限时间内趋近于原点．与一般滑模控制同步实现相比，具有更小的同步时间和鲁棒性．通过对Duffing—Holmes系统的同步仿真，验证了该方法的可行性．     

基于上界估计的变参数Lorenz系统模糊滑模控制

传统滑模控制设计方法根据系统不确定性上界函数得到的切换增益,不能随着受控状态的变化而相应变化,存在滑模控制量反应不够及时的问题,并且需要预先知道系统不确定性的上界函数,对滑模控制应用到混沌系统控制当中造成了限制.针对变参数的Lorenz混沌系统提出了一种模糊滑模控制方法,控制系统到达平衡状态.模糊控制器的输入为滑模面S,通过设计合理的输入输出隶属度函数以及模糊规则,输出的μ值能在线调节滑模控制切换量中的切换增益,有效地解决了滑模控制量反应不够及时的问题;另外设计了状态观测器,对系统的不确定性函数进行了估计.仿真实验结果验证了所提出的模糊滑模控制有着良好的控制效果.     

An optimal adaptive robust PID controller subject to fuzzy rules and sliding modes for MIMO uncertain chaotic systems

In this paper, an optimal adaptive robust PID controller based on fuzzy rules and sliding modes is introduced to present a general scheme to control MIMO uncertain chaotic nonlinear systems. In this control scheme, the gains of the PID controller are updated by using an adaptive mechanism, fuzzy rules, the gradient search method, and the chain rule of differentiation in order to minimize the sliding surfaces of sliding mode control. More precisely, sliding mode control is used as a supervisory controller to provide sufficient control inputs and guarantee the stability of the control approach. To ascertain the parameters of the proposed controller and avoid trial and error, the multi-objective genetic algorithm is employed to augment the performance of proposed controller. The chaotic system of a Duffing-Holmes oscillator and an industrial robotic manipulator are the case studies to evaluate the performance of the proposed control approach. The obtained results of this study regarding both systems are compared with the outcomes of two notable studies in the literature. The results and analysis prove the efficiency of the proposed controller with regard to MIMO uncertain systems having challenging external disturbances in terms of stability, minimum tracking error and optimal control inputs.     

不同维分数阶混沌预设时间有限时间投影同步

对于不同维分数阶混沌系统的投影同步问题,设计了一种自适应滑模控制器。这使得带有内部不确定量和外部扰动的驱动,响应系统能够在任意预设的时间完成同步,自适应律可以逼近未知量的上界。并针对自适应滑模控制器由于干扰产生抖振的问题,提出了两种解决方案。首先是设计二维滑模控制表,将模糊控制方法加入滑模控制器组成模糊自适应滑模控制器...     

Hybrid Adaptive Type‐2 Fuzzy Tracking Control of Chaotic Oscillation Damping of Power Systems

In this paper a novel hybrid direct/indirect adaptive fuzzy neural network (FNN) moving sliding mode tracking controller for chaotic oscillation damping of power systems is developed. The proposed approach is established by providing a tradeoff between the indirect and direct FNN controllers. It is equipped with a novel moving sliding surface (MSS) to enhance the robustness of the controller against the present system uncertainties and unknown disturbances. The major contribution of the paper arises from the new simple tuning idea of the sliding surface slope and intercept of the MSS. This study is novel because the approach adopted tunes the sliding surface slope and intercept of MSS using two simple rules simultaneously. One advantage of the proposed approach is that the restriction of knowing the bounds of uncertainties is also removed due to the adaptive mechanism. Moreover, the stability of the control system is also presented. The proposed controller structure is successfully employed to damp the complicated chaotic oscillations of an interconnected power system, when such oscillations can be made by load perturbation of a power system working on its stability edges. Comparative simulation results are presented, which confirm that the proposed hybrid adaptive type‐2 fuzzy tracking controller shows superior tracking performance.     

Synchronization of uncertain chaotic systems based on adaptive type-2 fuzzy sliding mode control

A novel direct adaptive interval type-2 fuzzy neural network (FNN) controller in which linguistic fuzzy control rules can be directly incorporated into the controller is developed to synchronize chaotic systems with training data corrupted by noise or rule uncertainties involving external disturbances, in this paper. By incorporating direct adaptive interval type-2 FNN control scheme and sliding mode approach, two non-identical chaotic systems can be synchronized based on Lyapunov stability criterion. Moreover, the chattering phenomena of the control efforts can be reduced and the external disturbance on the synchronization error can be attenuated. The stability of the proposed overall adaptive control scheme will be guaranteed in the sense that all the states and signals are uniformly bounded. From the simulation example, to synchronize two non-identical Chua’s chaotic circuits, it has been shown that type-2 FNN controllers have the potential to overcome the limitations of tpe-1 FNN controllers when training data is corrupted by high levels of uncertainty.     

变论域自适应模糊控制及其在Chua''s混沌电路中的应用

本文研究输出反馈自适应变论域模糊控制方法.变论域模糊控制通过自适应调节伸缩因子,生成大量规则,提高了系统的控制精度.由于状态的不完全可测,本文首先通过构造状态观测器实现输出反馈控制.然后,为了抑制外部扰动和参数变化,通过监督控制将系统的状态约束在给定的范围之内,从而提高了控制器的精度和鲁棒性.进而利用Lyapunov函数证明了观测器-控制器系统的稳定性;在所有状态一致有界的前提下,整个自适应控制算法保证闭环系统的稳定性.最后将所提算法应用于Chua s混沌电路,仿真结果证明了控制方法的有效性.