分数阶混沌系统耦合同步及混沌键控通信设计

分数阶混沌系统同步在混沌通信领域有着重要的应用价值。文中研究分数阶Chen混沌系统的单向耦合同步的问题,基于分数阶混沌系统的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶Chen混沌系统单变量线性耦合同步控制器,实现分数阶Chen混沌系统的耦合同步。基于上述分数阶Chen混沌同步系统,设计混沌键控通信系统,分析通信系统的误码率等系统性能。研究表明,分数阶混沌通信系统比整数阶具有更高的保密性,分数阶混沌键控通信系统与整数阶混沌键控通信系统抗噪性能几乎一样。     

分数阶与整数阶混沌系统的同步与反同步

为了建立起整数阶与分数阶系统的桥梁,推进分数阶系统的应用,本文采用了滑模控制理论研究了一类整数阶与分数阶混沌系统的同步与反同步.文中,设计了一个新的滑模控制器,该控制器适用于一类系统,具有较好的鲁棒性,并且给出了严格的数学证明.本文实现了整数阶Sprott系统和分数阶Chen系统的同步和整数阶吕系统和分数阶Liu系统的反同步.这两个例子有效的证明了所提理论的可行性和正确性.同时,也将同步与反同步的概念统一在一起.     

分数阶混沌系统同步及其保密通信

针对参数未知的分数阶Chen混沌系统,研究其同结构同步以及与分数阶Lü混沌系统的异结构同步问题。利用分数阶系统稳定性理论和拉普拉斯变换理论,设计并证明了系统的反馈控制器,给出了一种分数阶混沌保密通信系统。运用分数阶微积分的预估——校正算法进行数值仿真,验证了所提出方法的有效性。     

基于分数阶积分器的分数阶混沌系统状态观测器同步研究

提出了一种基于分数阶积分器的分数阶混沌系统状态观测器同步算法。通过引入一个新的变量,该变量是将驱动系统的输出信号与传输信道中干扰的和进行分数阶积分处理,然后再作为输入信号加到观测系统中,以便实现分数阶混沌系统的状态观测系统同步。然后利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式证明了该方法的正确性。将该同步方法应用于分数阶Chen混沌系统,得出了同步误差曲线,仿真结果表明了该同步方法的有效性,最终实现了分数阶混沌系统的状态观测器同步。     

分数阶混沌系统的自适应预测同步

结合自适应控制和预测反馈控制,提出了一种新的实现分数阶混沌系统同步的自适应预测控制方法.利用分数阶Lyapunov稳定性理论,导出了分数阶混沌系统同步的一些新的充分条件.与已有的结果相比,该方法无需反馈增益的先验知识,且收敛速度快和在实验中很容易实现.最后数值实验进一步验证了所提同步方法的有效性.     

一类分数阶复杂网络混沌系统的投影同步

根据分数阶系统的相关理论研究了一类分数阶复杂网络混沌系统的投影同步问题,给出了分数阶复杂网络以及分数阶时滞复杂网络系统实现投影同步的充分性条件,仿真结果表明了方法的正确性.     

不同维不同阶的分数阶混沌系统同步及仿真

分数阶混沌系统同步在安全保密通信等领域有着重要的应用价值和研究意义.对不同维不同阶的分数阶混沌系统之间的广义同步,根据主动控制和分数阶系统稳定性理论设计控制器实现同步.先将两个分数阶混沌系统分解为线性和非线性部分之和,用主动控制构造同步误差方程,然后利用分数阶线性时不变系统稳定性理论设计控制器,实现不同维不同阶分数阶混沌系统之间的广义同步,再用分数阶微分的Caputo定义和分数阶微分方程的预测校正数值解法进行数值仿真,实现三维Chen系统和四维超Lorenz系统间的广义同步.仿真结果表明了提出方法的有效性.     

不同阶分数阶混沌系统的同步与参数辨识

针对不确定分数阶混沌系统的同步和参数辨识问题,提出一种新的方法,即用不同阶分数阶系统来同步和参数辨识.利用主动控制和预控制量方法,基于分数阶混沌系统稳定性理论和自适应控制理论,设计控制器,实现不同阶分数阶混沌系统之间的同步和参数辨识.理论和仿真结果实现了不同阶Chen 系统间的同步和辨识,表明了该方法的有效性.     

分数阶混沌系统耦合同步及混沌键控通信设计

分数阶混沌系统同步在混沌通信领域有着重要的应用价值。文中研究分数阶Chen混沌系统的单向耦合同步的问题,基于分数阶混沌系统的Lyapunov稳定性理论,设计分数阶Chen混沌系统单变量线性耦合同步控制器,实现分数阶Chen混沌系统的耦合同步。基于上述分数阶Chen混沌同步系统,设计混沌键控通信系统,分析通信系统的误码率等系统性能。研究表明,分数阶混沌通信系统比整数阶具有更高的保密性,分数阶混沌键控通信系统与整数阶混沌键控通信系统抗噪性能几乎一样。     

分数阶混沌系统广义混合投影同步与参数辨识

研究两个不同的分数阶混沌系统的广义混合投影同步(GHPS)及参数辨识.基于分数阶稳定性理论,运用自适应控制法与混合反馈控制法,设计混合反馈控制器及参数自适应控制律.控制器能够根据误差状态自动调节反馈增益系数,能有效提高同步效率,最终实现了两个不同的分数阶混沌系统的广义混合投影同步并估计出不确定参数,并给出严格数学证明.最后通过预估校正算法进行了数值仿真,结果表明:由驱动系统与响应系统构建的误差系统将在一定时间内稳定于零点,验证了该方法的有效性和可行性.     

不确定分数阶多涡卷混沌系统自适应重复学习同步控制

研究了不确定分数阶多涡卷混沌系统的自适应重复学习同步控制问题.通过利用滞环函数,设计了一类参数可调的分数阶多涡卷混沌系统.针对这类分数阶多涡卷混沌系统,在考虑非参数化不确定性、周期时变参数化不确定性、常参数化不确定性和外部扰动情况下,提出了一种重复学习同步控制方案.利用自适应神经网络技术补偿了系统中的函数型不确定性,通过自适应重复学习控制技术处理了周期时变参数化不确定性,并利用自适应鲁棒学习项处理了神经网络逼近误差和干扰的影响,实现了主系统和从系统的完全同步.综合利用分数阶频率分布模型和类Lyapunov复合能量函数方法证明了同步误差的学习收敛性.数值仿真验证了所提方法的有效性.     

参数不确定混沌系统的时滞同步

当混沌系统参数不确定时,采用自适应控制方法,研究了系统间的时滞同步问题。基于Lyapunov稳定性理论,给出了同步条件,并识别出了系统的未知参数。理论推导严格证明了结果的正确性;同时,以Lorenz系统为例进行了数值仿真与说明。     

新混沌系统及其分数阶系统的自适应同步控制

研究一个存在共存吸引子的混沌系统及相应的分数阶系统的自适应同步问题.首先,提出了一个新的具有双翼和四翼吸引子共存的混沌系统,对系统的动力学特性进行了分析,找到了系统的拓扑马蹄和拓扑熵,从而验证了系统具有混沌特性;然后,根据该系统构建了一个亦存在两个孤立的双翼吸引子以及四翼吸引子的分数阶系统.最后,采用分数阶Lyapunov稳定性理论以及自适应控制方法,对分数阶系统的自适应同步问题进行了研究.仿真结果表明,控制参数k越大,系统同步速度越快;控制参数λ越大,系统参数识别的速度越快.     

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.     

分数阶Rucklidge混沌系统的同步研究

主要讨论了分数阶混沌系统的同步问题.采用线性以及自适应控制两种不同的方案实现了分数阶Rucklidge系统的混沌同步.这两种方案均具有结构简单、易于实现的特点.而且,基于分数阶微分方程稳定性理论,可以保证同步是全局渐近稳定的.最后,数值结果证明了两种方案的可行性.     

参数不确定的异时滞混沌系统的延时同步控制

构建一个新三维混沌系统,通过对系统非线性动力学特性进行分析,证实了系统的混沌特性并确定其混沌吸引子的存在,电路仿真说明了该混沌系统的物理可实现性。设计了该混沌系统的异时滞混沌系统,数值分析和电路仿真表明了异时滞混沌系统的物理可实现性。对一类参数不确定的时滞混沌系统的自适应延时同步进行讨论,以Lyapunov-Krasovskii泛函为理论基础,设计了时滞延时同步控制器,从理论上证明了当控制参数矩阵[K]满足[K-nE]为正定矩阵时,驱动系统与响应系统趋于同步,数值仿真表明了异时滞延时同步方法设计的普适性和有效性。     

分数阶Genesio Tesi系统的混沌及自适应同步

对具有五次方非线性项的分数阶Genesio-Tesi系统的混沌及自适应同步进行了研究.首先分析了该系统平衡点的稳定性,并发现该系统满足出现双涡卷混沌吸引子的必要条件.然后研究了在阶数相同和不同的两种情况下的吸引子以及系统随阶数变化的分岔情况.该系统在两种情况下存在混沌的最小有效维数分别为2.784和2.793.基于分数阶系统的稳定性理论,实现了该分数阶系统的自适应混沌同步.数值模拟验证了所设计的自适应控制器和未知参数的辨识观测器的有效性.     

Hybrid control of synchronization of fractional order nonlinear systems

Under the existence of model uncertainties and external disturbance, finite‐time projective synchronization between two identical complex and two identical real fractional‐order (FO) chaotic systems are achieved by employing FO sliding mode control approach. In this paper, to ensure the occurrence of synchronization and asymptotic stability of the proposed methods, a sliding surface is designed and the Lyapunov direct method is used. By using integer and FO derivatives of a Lyapunov function, three different FO real and complex control laws are derived. A hybrid controller based on a switching law is designed. Its behavior is more efficient that if the individual controllers were designed based on the minimization of an appropriate cost function. Numerical simulations are implemented for verifying the effectiveness of the methods.     

一类分数阶四维混沌系统及其投影同步

提出了一个新的四维自治类新混沌系统.首先在整数阶下分析了该系统的基本动力学特性.并利用数值仿真、功率谱分析了当参数固定时,分数阶新混沌系统随微分算子阶数变化时的动力学特性.研究表明:当微分算子阶数为0.85时,分数阶新系统随参数变化经短暂混沌和边界转折点分叉而进入混沌.针对一类结构部分未知分数阶混沌系统,基于Cheby...