永磁同步电动机的混沌特性及其反混沌控制

永磁同步电动机在一定工作情况下将呈现出混沌运动. 而在其非混沌工作区, 通过在永磁同步电动机系统中增加一个线性控制项, 则将使原本稳定的永磁同步电动机系统呈现出混沌行为, 即实现了系统的混沌化或反混沌控制. 为此本文全面地研究了永磁同步电动机混沌及其反混沌控制特性, 这为永磁同步电动机混沌运动的抑制或利用打下了重要的研究基础.     

混沌同步的变结构控制

提出一种实现混沌同步的变结构控制方法。通过对Lorenz混沌系统的理论研究和数字仿真,所得结果证明了该控制的有效性。     

连续及采样异结构混沌同步控制

研究了一类异结构混沌全状态同步控制问题。分别以Coullet系统与Rossler系统为目标和响应系统,采用backstepping方法设计了保持两系统之间所有状态同步的连续时间控制器,为了把连续控制器更好地应用到计算机采样控制系统中,在连续控制器设计的基础之上,基于采样系统实用半局渐近稳定理论,又进行了采样同步控制器的再设计研究。仿真结果证明了所设计的连续及采样同步控制器的有效性,并进一步表明所设计的采样同步控制器,与由连续控制器直接离散化所得的控制器相比,具有更快的收敛速度,而且在保证系统稳定的前提下还具有更宽的采样周期选择范围。     

异结构混沌系统同步及其在保密通信中的应用*

根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理,构造主动控制器使得两个异结构的混沌系统在短时间内实现同步,并证明了混沌同步的鲁棒稳定性;利用MATLAB的Simulink技术进行数字仿真,将同步的异结构混沌系统应用到混沌掩盖和混沌参数调制保密通信中。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参数调制保密通信中,有用信号均能有效地在接收端恢复出来。     

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.     

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.     

不确定超混沌系统的反同步研究

研究了具有相同结构的超混沌系统的反同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,给出了系统参数不确定时系统反同步的自适应控制律;通过对超混沌LV系统的数值仿真,验证了提出方案的有效性。     

混沌系统的主动自适应滑模修正投影同步

基于Lyapunov稳定性原理,在驱动系统和响应系统同时受到未知干扰的情况下,提出了一种新的主动滑模控制器和参数更新规则.采用相应的自适应率将系统中的未知参数估计为真值,实现了两个混沌系统的修正投影同步.最后,通过对混沌系统的仿真,验证了所提方法的有效性.结果表明,该方法能够有效地解决实际工程中存在干扰情况下的混沌修正投影同步问题,具有较强的实用性.     

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.     

Anti-synchronization of four-wing chaotic systems via sliding mode control

Sliding mode control is an important method used in nonlinear control systems. In robust control systems, the sliding mode control is often adopted due to its inherent advantages of easy realization, fast response and good transient performance as well as its insensitivity to parameter uncertainties and disturbances. In this paper, we derive new results based on the sliding mode control for the anti-synchronization of identical Qi three-dimensional (3D) four-wing chaotic systems (2008) and identical Liu 3D four-wing chaotic systems (2009). The stability results for the anti-synchronization schemes derived in this paper using sliding mode control (SMC) are established using Lyapunov stability theory. Since the Lyapunov exponents are not required for these calculations, the SMC method is very effective and convenient to achieve global chaos anti-synchronization of the identical Qi four-wing chaotic systems and identical Liu four-wing chaotic systems. Numerical simulations are shown to illustrate and validate the synchronization schemes derived in this paper.     

一种基于混沌过程神经元水下机器人运动控制方法

由于系统的强非线性以及不确定性,同时考虑到港湾环境下水声信号的噪声大,水下机器人进行精确作业时的运动控制一直是其实用化过程中困挠人们的问题。过程神经网络是传统神经网络的拓展,它增加了一个对于时间的聚合算子,使网络同时具有时空二维信息处理能力,从而更好地模拟了生物神经元的信息处理机制。水下机器人运动控制系统的输入、输出均是随时间连续变化的过程量。在基本神经元模型上,结合S函数和预先规划思想,建立水下机器人过程神经元运动控制模型,参数学习过程中,将遍历性的渐变混沌噪声引入其中,增强控制器全局优化能力。仿真试验表明,该新型控制模型,对于水下机器人的运动非线性控制器具有设计简单、响应速度快、超调小、鲁棒性好等各种优点。     

严格反馈混沌系统的Backstepping控制同步设计

对严格反馈混沌系统,提出了一种基于Backsteping的混沌同步一般方法,在每一步逆推设计算法中构造虚拟控制器,使得相应的Lyapunov函数导数负定,在最后一步中给出一个控制器使得驱动系统与响应系统的同步。以Windmi混沌系统为例,进行系统分析,给出了控制器,使控制后的响应系统与驱动系统的状态误差趋于0。对参数未知的情形也进行了讨论,并给出了参数自适应率与相应的控制器。数值模拟与仿真结果说明该控制策略的有效性。     

能源混沌系统的主动滑模同步控制

研究了一类能源混沌系统的同步问题。基于主动控制理论与滑模控制理论,给出了一种主动滑模控制器的设计方案。由于闭环误差系统依赖于控制器的参数,所以可通过调节这些参数使误差系统渐近稳定,从而实现了能源混沌系统的渐近同步。数值仿真结果说明了所设计方法的有效性与可行性。     

基于主动滑模控制实现一类含有非匹配不确定混沌系统的同步

讨论了一类非匹配不确定混沌系统的同步问题.基于主动控制思想,提出了一种主动滑模控制策略,使得从任意初始条件出发的不确定混沌系统在有限时间内到达滑模面.利用线性矩阵不等式(LMI)技术设计了一个鲁棒稳定的滑模面,以降低非匹配不确定对系统的影响.给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑模面存在的充分条件.通过对Rssler系统的同步仿真,验证了该方法的可行性.     

基于神经网络的水下机器人三维航迹跟踪控制

本文研究了水下机器人三维航迹跟踪控制问题.在充分考虑了模型中不确定水动力系数和外界海流干扰的基础上,提出了基于神经网络的自适应输出反馈控制方法.控制器由3部分组成:基于动态补偿器的输出反馈控制项、神经网络自适应控制项和鲁棒控制项.神经网络所需的自适应学习信号由线性观测器提供.基于Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的稳定性.最后针对某AUV进行了空间三维航迹跟踪控制仿真实验,结果表明设计的控制器可以较好地克服时变非线性水动力阻尼对系统的影响,并对外界海流干扰有较好的抑制作用,可以实现三维航迹的精确跟踪.     

混沌吕系统的约束控制

根据最小值原理为混沌吕系统设计了约束控制器,该控制器能将混沌吕系统的两个不稳定的平衡点镇定;针对控制作用施加的3个不同位置,推导了约束控制的3种不同的切换控制曲线.所得到的控制规律前两个是bang-bang控制;最后一个根据混沌运动的遍历性特点,引入范围可以调节的捕获区,得到bang-bang控制和逻辑判断相结合的复合控制规律.通过施加闭环控制后对系统状态变化的仿真结果证明了所建议方法的正确性.     

结构主动控制系统的鲁棒策略

针对目前大多数结构主动控制算法没有考虑结构不确定因素的特点,本文以主动质量阻尼器(AMD:activemass damper)Benchmark结构试验系统为研究对象,提出适合于工程应用的、基于H∞控制理论的主动控制方法.文中建立了主动控制结构的试验系统,根据系统辨识方法得到的面向控制的数学模型,设计YAMD主动控制系统的反馈连接结构,同时对H∞控制权函数的选取以及控制器的设计方法进行了详细的阐述;最后通过试验证明了H∞控制器的有效性和鲁棒性.