主动滑模控制时滞时空混沌星形网络的函数投影同步

研究了拓扑等价的多个时空混沌系统组成的星形网络,提出了一种主动滑模控制时滞时空混沌星形网络的函数投影同步控制方法,实现了多个时空混沌系统的同步.在结合主动控制和滑模控制方法的基础上,设计了主动滑模控制器的结构,得到了网络函数投影同步的必要条件.以Gray—Scott时空系统作为网络节点构成的星形网络为例进行了仿真模拟.结果验证了主动滑模控制器的有效性.     

一类参数未知超混沌系统的广义函数投影滞后同步

混沌系统同步问题的研究是混沌保密通信技术研究的重要理论基础。针对函数投影同步中对时滞现象研究较少的问题,基于Lyapunov稳定性定理和自适应控制方法,设计了相应的自适应控制器和参数更新规则,实现了一类超混沌系统之间的广义函数投影滞后同步,以超混沌LS系统和超混沌Lü系统为例,验证理论的正确性和有效性,同时分析了外加噪声干扰和延时对同步控制效果的影响。数值仿真结果证实了所提方法的有效性、可行性和鲁棒性。     

异构细胞神经网络与超混沌系统的同步研究

为了进一步研究不同结构超混沌系统的同步,提出了细胞神经网络与Rossler超混沌系统之间的异维异构同步控制方法.该方法主要是基于Lyapunov稳定性原理,通过分步构造Lyapunov函数,重构驱动系统和响应系统的状态观测变量,并分析其误差系统的稳定性,最终实现了仅控制一个控制器就可达成五维细胞神经网络(CNN)和四维Rossler系统的完全同步.通过选取适当的参数,并使用Matlab仿真验证了五维细胞神经网络(CNN)超混沌系统和四维Rossler超混沌系统的同步,实验结果验证了该同步方法的快速及有效性.     

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.     

基于LMI的不确定混沌系统的有限时间同步

针对一类带有外部干扰的非匹配不确定混沌系统的有限时间同步问题,结合线性矩阵不等式(LMI)技术与滑模变结构控制方法,以Lorenz系统和蔡氏电路为例,设计了积分切换控制器,实现此类系统的有限时间同步。在滑模面的设计上引入积分滑模面设计方法,利用Lyapunov稳定性定理,以线性矩阵不等式(LMI)的形式给出滑动模态存在的充分条件,并且设计控制器,抑制了系统状态矩阵中的非匹配不确定项及外部干扰。最后利用LMI工具箱对LMI求解得出设计参数,实验结果可以看出该方法针对不确定混沌系统的同步控制中有良好的鲁棒性及抗干扰性。     

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.     

采用鲁棒滑模观测器实现一类混沌系统的同步

提出一种鲁棒滑模观测器，并应用于一类混沌系统的同步，该鲁棒滑模观测器通过滑模与相应的控制策略来实现，可调整观测器跟踪系统状态的收敛速度，实现两个混沌系统的同步，将所提出的鲁棒滑模状态观测器用于一类存在参数摄动和／或干扰的混沌系统的同步具有鲁棒性，该鲁棒滑模状态观测器不仅能实现低维的混沌系统的同步，而且能实现超混沌系统的同步，以Chua’s电路和超混沌Roessler系统为例给出了设计过程和仿真实验，其结果验证了所提出方法的有效性。     

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。     

一类混沌系统的滑动模态同步控制及其应用

利用Lyapunov函数定理,设计滑动模态控制器,研究了两个相同Chen混沌系统的同步控制问题。寻找主-从Chen混沌系统满足Lyapunov稳定性理论的条件,在此基础上构造出合适的滑模控制律实现混沌系统之间的完全同步。通过数值仿真结果,证实了所设计方法的有效性和鲁棒性。结合混沌掩盖技术,将该同步方法应用于保密通信中,可以达到掩盖有用传输信号的目的,在接收端无失真地复原出发送端传送的有用信号。     

异结构超混沌系统动力学分析和同步控制策略研究

基于混沌同步控制理论研究,结合同步控制与线性反馈控制方法,提出一种针对异结构超混沌系统的同步控制策略.在Chua混沌系统和Chen混沌系统理论研究基础上,通过增加两个反馈控制器得到两个异结构五阶混沌系统,对其进行动力学分析,证实其为五阶超混沌系统,并基于Mathmatic环境下对其模型进行数值仿真,得到其平面相图.采用全状态投影同步方法实现对其同步控制,并用龙格库塔算法进行数值模拟,证实该同步方法有效可行.     

双永磁同步电机高性能控制系统转速同步研究

针对双永磁同步电机（PMSM）控制中受负载扰动电机转速不同步的问题,从控制策略和耦合结构角度出发,提出了一种积分滑模PMSM电流预测函数控制的转速同步控制结构。在矢量控制基础框架下,设计了积分滑模速度调节器和电流预测函数调节器,使用饱和函数和指数趋近律来抑制滑模的固有抖振现象,利用相邻周期的两个预测模型相减来消除恒定项。为了有效地补偿两电机之间的转速差,通过同步补偿器来对电流环直接进行补偿,从而达到双电机同步协调控制的目的。最后通过仿真验证了本文方法的有效性。     

可控励磁直线同步电动机的全局积分Terminal滑模控制

为提高可控励磁直线磁悬浮同步电动机进给系统的快速性与鲁棒性,提出全局积分Terminal滑模控制策略.构造新型的全局积分Terminal滑模面,对系统状态任意初值可在有限时间内收敛到零点,在趋近律中引入衰减因子,可减小系统抖振;在构造滑模面和趋近律的基础上设计全局积分Terminal滑模速度控制器;为进一步削弱滑模控制的抖振,减小切换增益,用径向基函数神经网络设计扰动观测器,并对扰动进行前馈补偿控制.仿真结果表明全局积分Terminal滑模控制策略能够明显改善系统的动态性能,缩短误差的收敛时间,提高系统抑制扰动的能力,削弱系统的抖振,增强系统的鲁棒性.     

基于模糊扰动观测器的PMSM积分滑模控制研究

为了克服传统永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)的滑模控制增益大容易产生抖振的问题,提出基于模糊观测器的PMSM积分滑模控制策略。采用新型趋近律设计积分滑模控制器取代传统的滑模控制器,提高系统的动态响应性能。结合模糊控制与自适应控制的特点,设计模糊扰动观测器,能够迅速有效地观测系统内部参数变化和外部扰动,并对积分滑模速度控制器进行前馈补偿,削弱系统抖振的同时提高了系统的鲁棒性。通过李雅普诺夫理论证明了该控制系统的稳定性。仿真及实验结果验证了该方法具有较强的鲁棒性,可以实现良好的跟踪效果并且无抖动。     

变增益分段滑模控制的PMSM位置伺服系统研究

滑模增益的选择直接影响系统抖振,利用位置信号误差、滑模面积分与滑模增益之间的非线性关系来设计滑模增益,再结合等效控制方法来削弱滑模抖振改善系统的鲁棒性。将单段滑模线控制扩展成在不同阶段PI与滑模分别起作用的两段控制方法应用于永磁同步电机位置控制。应用Matlab/Simulink建立了永磁同步电动机伺服系统的仿真模型,仿真结果表明该方案对系统参数不确定、外界扰动具有强鲁棒性。系统动静态品质优良,滑模控制的抖振得到明显抑制。     

基于函数展开与超混沌系统的图像加密

为有效保护数字图像的安全,提出一种基于小波展开函数与超混沌系统的数字图像加密算法。利用小波展开函数对图像进行置乱,通过超混沌系统扰乱原图像与加密图像之间的关系。在求解超混沌系统混沌序列的四阶Runge-Kutta公式中,插入多个参数以扩大参数空间。模拟实验结果表明,加密后图像灰度值分布伪随机性较好。     

永磁直线同步电动机智能递归非奇异终端滑模控制

为解决永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行过程中易受参数变化、外部扰动、摩擦阻力等不确定性因素 影响的问题, 本文提出一种基于双隐层径向基函数神经网络(DRBFNN)的递归非奇异终端滑模控制(RNTSMC)方法 来提高PMLSM系统的控制性能. 首先, 分别构造非奇异终端滑模面和递归积分终端滑模面, 使得两滑模面依次连续 到达, 可在削弱抖振的同时保证跟踪误差在理论上的有限时间内收敛至零. 但由于系统不确定性的边界难以确定, 因此引入具有更高拟合精度和泛化能力的DRBFNN对不确定性进行逼近和补偿, 并通过在线自适应更新连接权重, 进一步提高神经网络的逼近能力. 最后, 系统实验结果表明, 该方法能够有效抑制不确定性对系统的影响, 提高了系 统的位置跟踪精度, 并使系统具有较强的鲁棒性.     

双起升桥吊双吊具同步协调控制

针对双起升桥式吊车双吊具同步协调运行过程中普遍存在的系统参数变化和摩擦等不确定扰动问题, 本文基于双吊具的非线性感应电机动态数学模型及其耦合动力学模型, 提出了一种时变分层增量式滑模控制和自适应补偿相结合的双吊具同步协调控制方法. 该方法首先利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段的鲁棒性控制, 并采用分层增量形式的滑模面设计方法简化了控制器参数选取. 然后, 采用自适应补偿技术抑制了双吊具运行中存在的不确定扰动, 同时减小了切换函数的增益值. 此外, 在切换函数设计中采用了指数趋近技术, 使滑模控制器的抖振现象明显降低. 最后, 利用Lyapunov方法证明了该方法的全局稳定性和收敛性, 并通过数值仿真和物理实验验证了该方法的有效性.     

基于扰动观测器的PMSM同步协调滑模控制

针对在负载扰动情况下多永磁同步电机控制系统出现电机转速不同步的问题,提出了基于扰动观测器的永磁同步电机同步协调滑模控制策略。从单电机高性能控制策略和三电机耦合结构角度出发,首先,在矢量控制基础框架下,设计了基于非线性负载转矩观测器的积分型滑模速度控制器,构成了单电机高性能矢量控制调速系统;其次,提出了一种基于PI速度补偿器的偏差耦合控制结构,相比传统的偏差耦合控制结构能较好地实现在负载扰动下三电机的转速同步协调运行。最后通过仿真验证了方法的有效性。     

基于模糊滑模控制器和两级滤波观测器的永磁 同步电机无位置传感器混合控制

针对传统带有滑模观测器的永磁同步电机控制系统中的转矩脉动大、抖振明显、反电动势估计精度差等 问题, 在速度环提出了基于双曲正弦函数的新型趋近率, 结合模糊控制思想对趋近率参数实现自整定, 设计了一种 基于新型趋近率的模糊积分滑模速度环控制器; 同时, 在滑模观测器中提出基于变截止频率低通滤波器和修正反 电动势观测器的两级滤波结构来抑制反电动势中的高频分量和纹波分量, 并对转子位置进行合理补偿, 设计了两级 滤波滑模观测器; 通过Lyapunov判据对本文提出的控制策略的稳定性进行了推导证明. 仿真结果表明, 与传统滑模 观测器相比, 本文控制器可使电机在启动和受到外部扰动时系统响应良好.     

基于自组织小波小脑模型关节控制器的不确定非线性系统鲁棒自适应终端滑模控制

针对一类不确定非线性系统的跟踪控制问题,在考虑建模误差、参数不确定和外部干扰情况下,以良好的跟踪性能及强鲁棒性为目标,提出基于自组织小脑模型(self-organizing wavelet cerebellar model articulation controller,SOWCMAC)的鲁棒自适应积分末端(terminal)滑模控制策略.首先,将小脑模型、自组织神经网络和小波函数各自优势相结合,给出一种SOWCMAC,以保证干扰估计方法具有快速学习能力和更好的泛化能力.其次,设计两种改进的terminal滑模面构造方法,并分别给出各自的收敛时间.然后,基于SOWCMAC和改进的积分terminal滑模面,给出不确定非线性系统鲁棒自适应非奇异terminal控制器的设计过程,其中通过构造自适应鲁棒项抑制干扰估计误差对系统跟踪性能的影响,并利用Lyapunov理论证明闭环系统的稳定性.最后,将该方法应用于近空间飞行器姿态的控制仿真实验,结果表明所提出方法有效性.