基于变分方法的混沌系统参数估计

提出一种基于变分原理的估计混沌系统未知参数的方法,对以x= F(x,θ) 为控制方程的所有混沌系统具有普适性.首先将混沌系统方程引入到目标泛函中;接着利用变分原理导出了混沌系统的伴随方程和待辨识参数泛函梯度的通用公式;然后设计了估计混沌系统未知参数的算法;最后对典型的Lorenz混沌系统和超混沌Chen系统的未知参数进行了估计.数值仿真结果表明该方法是一种非常有效的估计混沌系统未知参数的方法. 关键词： 混沌系统 参数估计 变分方法 伴随方程     

基于混沌蚂蚁群算法的Lorenz混沌系统的参数估计

通过构造一个适当的适应度函数，首先将混沌系统的参数估计问题转化为参数的寻优问题，之后利用混沌蚂蚁群算法的全局优化搜索能力对这个问题进行求解.以典型的Lorenz混沌系统为例进行了数值模拟.实验数值仿真结果表明，使用该方法可以对混沌系统的未知参数进行有效地估计.     

基于无记忆状态观测器的多时滞不确定非线性系统的自适应控制

针对一类多时滞不确定非线性系统,研究了基于无记忆状态观测器的自适应控制问题.时滞状态扰动的上界未知,在控制中通过自适应律估计未知参数,并利用估计值设计了不依赖于时滞的无记忆状态观测器和控制器,基于Lyapunov-Krasovskii函数证明了观测误差渐近收敛到零.最后仿真结果说明了该方法的有效性.     

基于状态观测器的参数调制混沌数字通信

用状态观测器构造两个与混沌系统同步的子系统，将数字信号调制发送系统的参数，两同步系统交替与发送端同步. 在接收端，利用同步误差解调出信号. 以Henon混沌为例构造基于状态观测器的参数调制与解调系统，进行数值模拟，验证了该方法的有效性. 关键词： 状态观测器 混沌同步 参数调制     

基于改进粒子群优化算法的混沌系统参数估计方法

估计混沌系统的未知参数是混沌控制与同步中必须解决的关键问题.利用群集智能的新进展粒子群优化算法(PSO)的全局搜索能力，从初始粒子群的产生、目标函数的处理的角度改进PSO，将改进的PSO引入混沌系统参数估计和在线估计.仿真试验表明，改进算法具有良好的适应性、较高的收敛可靠性及精度，对信号叠加噪声的情形也具有较高的鲁棒性，是混沌系统参数估计的一种成功算法. 关键词： 混沌系统 参数估计 在线估计 粒子群优化算法     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机混沌系统自适应滑模控制

针对部分状态不可测的永磁同步电机混沌系统, 结合自适应滑模控制和扩张状态观测器理论, 提出一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应混沌控制方法, 取消了系统所有状态完全可测的限制. 通过坐标变换, 将永磁同步电机混沌模型变为更适宜控制器设计的Brunovsky标准形式. 在系统部分状态和非线性不确定项上界均未知的情况下, 基于扩张状态观测器估计系统未知状态及不确定项, 并设计自适应滑模控制器, 保证系统状态快速稳定收敛至零点. 仿真结果表明, 该控制器能够改善滑模控制的抖振问题以及提高系统鲁棒性. 关键词： 永磁同步电机 混沌控制 扩张状态观测器 自适应滑模     

Lorenz混沌系统的参数辨识与控制

把观测器思想用于系统中未知参数的辨识,对Lorenz混沌系统中的未知参数进行了辨识研究,提出未知参数辨识观测器的概念,数值结果表明若未知参数为常数或缓慢变化的信号本文方法都能给出很好的辨识结果.随后,把辨识和控制问题综合起来考虑,提出改进Lorenz混沌的控制方法,数值仿真表明了该方法的有效性 关键词： Lorenz混沌系统 参数辨识 非线性反馈控制     

基于一阶时滞混沌系统参数辨识的保密通信方案

基于参数调制原理,针对一阶时滞Logistic混沌系统设计了相应的参数观测器,仅传递单路信号就可以成功辨识出系统中的未知参数,从而恢复出调制在参数中的模拟信号,并在此基础上采用不同频率信号代替“0”或“1”,设计出具体的数字保密通信方案.数值仿真验证了本方法的有效性. 关键词： 观测器 混沌保密通信 参数调制 滤波     

一种基于遗传算法的混沌系统参数估计方法

通过构造一个适当的适应度函数,将混沌系统的参数估计问题转化为一个参数的寻优问题,然后利用遗传算法的全局优化搜索能力对其进行求解.以典型的Lorenz混沌系统为例进行了数值模拟.实际数值模拟表明,使用这种方法可以有效地对混沌系统的参数进行估计 关键词： 混沌系统 参数估计 遗传算法     

参数未知分段混沌系统的时滞广义投影同步

研究了一类参数未知的分段修正Lorenz-Stenflo混沌系统的时滞广义投影同步问题. 基于Lyapunov稳定性理论, 提出了自适应非线性反馈控制器设计及其参数更新律, 能够根据误差大小和状态变化自动调节反馈系数, 在辨识出实时驱动系统和时滞响应系统多组未知参数的同时, 实现所有状态变量的不同比例广义投影同步. 仿真结果表明了该方法对分段混沌系统时滞同步的现实可行性和有效性. 关键词： 广义投影同步 分段混沌系统 时滞 参数未知     

基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究

研究分数阶时滞混沌系统同步问题,基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论,设计分数阶时滞混沌系统同步控制器,使得分数阶时滞混沌系统达到同步,同时给出了数学证明过程.该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出变量进行设计,无需驱动系统和响应系统的状态变量,简化了控制器的设计,提高了控制器的实用性.利用Lyapunov稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式,研究并给出了同步控制器参数的选择条件.以分数阶时滞Chen混沌系统为例,设计基于状态观测器的同步控制器,实现了分数阶时滞Chen混沌系统同步,并将其应用于保密通信系统中.仿真结果证明了该同步方法的有效性.     

一类时变时滞混沌系统的参数辨识方法

时变的未知时滞参数普遍存在于混沌系统中,它使得混沌系统同步控制变得非常困难. 针对时滞混沌系统中参数时变且未知的问题, 提出了一种新颖的辨识方法. 该方法首先将未知时变参数用分段常数函数来近似, 把求解非线性函数的问题转化为参数向量选择问题, 其中分段常数函数的高度向量成为待求解参数向量; 然后推导了目标函数对分段常数高度向量的梯度信息, 结合序列二次规划法求解得最优分段函数; 随着分段数的增加, 最优分段函数将逼近原非线性时变函数. 数值实例结果验证了该方法的有效性.     

Adaptive synchronization with nonlinear input

This paper considers the adaptive synchronization problem of the drive—response type chaotic systems. Using a transmitted scalar signal with an unknown time-delay, a response system is constructed. By appropriately selecting the observer gain and designing the controller, synchronization can be achieved in the presence of the drive system's disturbances and unknown parameters. A well-known chaotic system, Chua's circuit, is considered as an illustrative example to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.     

A novel robust proportional-integral （PI） adaptive observer design for chaos synchronization

In this paper, chaos synchronization in the presence of parameter uncertainty, observer gain perturbation and exogenous input disturbance is considered. A nonlinear non-fragile proportional-integral (PI) adaptive observer is designed for the synchronization of chaotic systems; its stability conditions based on the Lyapunov technique are derived. The observer proportional and integral gains, by converting the conditions into linear matrix inequality (LMI), are optimally selected from solutions that satisfy the observer stability conditions such that the effect of disturbance on the synchronization error becomes minimized. To show the effectiveness of the proposed method, simulation results for the synchronization of a Lorenz chaotic system with unknown parameters in the presence of an exogenous input disturbance and abrupt gain perturbation are reported.     

Synchronization of spatiotemporal chaos in a class of complex dynamical networks

This paper studies the synchronization of complex dynamical networks constructed by spatiotemporal chaotic systems with unknown parameters. The state variables in the systems with uncertain parameters are used to construct the parameter recognizers, and the unknown parameters are identified. Uncertain spatiotemporal chaotic systems are taken as the nodes of complex dynamical networks, connection among the nodes of all the spatiotemporal chaotic systems is of nonlinear coupling. The structure of the coupling functions between the connected nodes and the control gain are obtained based on Lyapunov stability theory. It is seen that stable chaos synchronization exists in the whole network when the control gain is in a certain range. The Gray--Scott models which have spatiotemporal chaotic behaviour are taken as examples for simulation and the results show that the method is very effective.     

Accurate state and parameter estimation in nonlinear systems with sparse observations

Transferring information from observations to models of complex systems may meet impediments when the number of observations at any observation time is not sufficient. This is especially so when chaotic behavior is expressed. We show how to use time-delay embedding, familiar from nonlinear dynamics, to provide the information required to obtain accurate state and parameter estimates. Good estimates of parameters and unobserved states are necessary for good predictions of the future state of a model system. This method may be critical in allowing the understanding of prediction in complex systems as varied as nervous systems and weather prediction where insufficient measurements are typical.     

SYNCHRONIZATION FOR A CLASS OF CHAOTIC SYSTEMS BASED UPON OBSERVER THEORY

A new synchronization theorem for a class of chaotic systems is presented based on nonlinear observer theory. We take the first state variable of the drive system as the driving scalar signal. Its linear feedback gain is a function of a free parameter. It is proven that global synchronization can be attained through simple linear output error feedback. This approach is illustrated by the WGY hyperchaotic system and Chua's oscillator.