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     

永磁同步发电机混沌运动分析及最优输出反馈H∞控制

以永磁同步发电机为研究对象, 在两相同步旋转坐标系下建立了数学模型. 针对永磁同步发电系统在某些参数和工作条件下出现的混沌运动现象, 在考虑系统扰动的情况下通过求解Riccatic方程得到满足最小性能指标的输出反馈控制增益矩阵, 并将该增益矩阵反馈到系统中, 用来改善系统性能. 仿真结果表明, 基于Riccatic方程的最优输出反馈H_∞控制, 在系统发生扰动时, 能对混沌运动下永磁同步发电机做出快速响应, 使系统脱离混沌运动, 运行稳定.     

非线性系统混沌运动的神经网络控制

设计前馈反传神经网络控制非线性系统混沌运动的新方法.根据扰动参数模型输入输出数据,按照非线性学习算法训练网络产生系统稳定所需的小扰动控制信号,去镇定混沌运动,使嵌入在混沌吸引子中的不稳定周期轨道回到稳定不动点上.Hnon映射数值仿真结果表明,这种方法控制非线性混沌系统响应速度快、控制精度高 关键词： 混沌控制 神经网络 吸引子 非线性     

带未知扰动的多涡卷混沌系统修正函数时滞投影同步

研究了带有未知外部扰动的不同多涡卷混沌系统修正函数时滞投影同步问题. 基于Lyapunov稳定性理论, 采用模糊自适应控制的方法设计自适应同步控制器及参数的更新规则. 该控制器在实现混沌系统修正函数时滞投影同步的同时对外界扰动的变化能保持较好的稳定性. 数值仿真的结果进一步验证了该方法的有效性.     

一种基于washout滤波器技术的参数受扰混沌系统的控制

基于washout滤波器技术的混沌控制方法不仅能用于参数不变的混沌系统的控制，还可用于参数受扰动时的混沌系统的控制.给出了参数受扰动情况下基于washout滤波器技术的控制器设计的一个充分条件.数值仿真表明，该控制方法易于实现、控制代价小、能使原混沌系统的不稳定不动点稳定，而且具有一定的鲁棒性，很适合于工程应用. 关键词： 混沌控制 参数受扰动 washout滤波器     

基于自适应模糊控制的分数阶混沌系统同步

本文主要研究了带有未知外界扰动的分数阶混沌系统的同步问题.基于分数阶Lyapunov稳定性理论,构造了分数阶的参数自适应规则以及模糊自适应同步控制器.在稳定性分析中主要使用了平方Lyapunov函数.该控制方法可以实现两分数阶混沌系统的同步,使得同步误差渐近趋于0.最后,数值仿真结果验证了本文方法的有效性.     

陈氏混沌系统的自适应控制

通过简单的线性状态反馈方法,分别在系统参数已知和未知的情况下研究了陈氏混沌系统的控制问题.当参数已知时,给出了反馈增益的范围;当参数未知时,设计了一自适应控制器,它克服了一般的自适应控制器中控制律不连续的缺点.通过实验仿真证明了所给方法的有效性. 关键词： 陈氏混沌系统 混沌控制 自适应控制     

一阶时滞混沌的参数辨识

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.针对两种不同类型的时滞混沌系统中的未知参数的辨识问题，将系统的未知参数看作系统的未知状态，利用非线性状态观测器理论进行参数估计，通过选取观测器中非线性增益函数，使得闭环误差系统指数或渐进稳定，从而给出参数估计器存在的充分条件.以典型的时滞Logistic系统为例进行了数值模拟，数值仿真结果表明，使用该方法可以对时滞混沌系统的未知参数进行有效地估计.     

带有控制输入扰动和死区的混沌系统自适应模糊控制

针对带有非线性输入和控制增益矩阵扰动的未知时变时滞混沌系统,提出了一种自适应模糊变结构控制方法.设计的控制器可以保证跟踪误差收敛到原点的可调邻域内,并且闭环系统所有信号有界.该方法对系统扰动的变化能保持较好的鲁棒性.最后以多卷波混沌系统为例的仿真实验进一步验证了该方法的有效性.     

参数未知的统一超混沌系统自适应反同步

文章研究了参数未知的统一超混沌系统的控制与同步问题.首先基于Lyapunov稳定性理论,设计了自适应控制器,证明了该控制器可使参数未知统一超混沌系统渐近稳定于不动点.其次使用自适应反同步方法,设计了自适应同步控制器,实现了参数未知统一超混沌系统的完全同步,最后数值仿真实验进一步验证了所提出方案的有效性. 关键词： 统一超混沌系统 自适应控制器 自适应反同步     

受重力梯度扰动的空间机器人姿态动力学非线性特征分析

研究考虑重力梯度扰动的自由漂浮空间机器人姿态动力学建模方法.以二连杆空间机器人模型为基础,对机械臂构型固定时系统俯仰姿态受扰运动的非线性特征进行了深入分析.利用相平面轨迹和Poincaré截面对受扰运动特征进行了描述,反映出受扰运动对轨道偏心率的变化比较敏感,在圆轨道时仅有周期摆动和翻滚两种形式,而在椭圆轨道时出现了准周期运动.进一步利用系统分岔图、功率谱图对这种非线性运动特征进行了定量分析.     

Function projective synchronization of different chaotic systems with uncertain parameters

This Letter investigates the function projective synchronization of different chaotic systems with unknown parameters. By Lyapunov stability theory, the adaptive control law and the parameter update law are derived to make the states of two different chaotic systems asymptotically synchronized up to a desired scaling function. Numerical simulations on Lorenz system and Newton-Leipnik system are presented to verify the effectiveness of the proposed scheme.     

全局耦合网络的参量辨识与时空混沌同步

研究了参量未知的离散型时空混沌系统构成全局耦合网络的参量辨识与同步问题.首先将Milosavljevic所设计的控制律加以推广.利用推广后的控制律进行了网络节点时空混沌系统中未知参量的有效辨识,并完成了该网络的完全同步.进一步以物理中具有时空混沌行为的一维对流方程的离散形式作为实例进行了仿真分析. 关键词： 同步 参量辨识 全局耦合网络 时空混沌     

Homoclinic Bifurcations in Simple Parametrically Driven Systems

In this paper we consider the onset of chaotic particle motion in a perturbed Morse potential and the homoclinic bifurcations in a parametrically driven Lorenz system. The Melnikov-Keener method is used to derive bifurcation conditions for the parameters of the dynamical systems. For some selected parameter values the theoretical predictions are checked by numerical experiments.     

Sequence of subharmonic bifurcations and chaos in perturbed anharmonic systems

Summary The investigation of the onset of chaos for a dynamical system which models the nonlinear dynamics of particles in anharmonic potential is analytically performed. It is shown that, in the solutions of the ordinary differential equation which describes this system, a range of parameter values exists for which the system has in its dynamics the so-called Smale horseshoe, which is the source of the unstable chaotic motion observed. Furthermore, using the averaging theorem, the stability of the subharmonics is studied.     

一类含时变间隙的强非线性相对转动系统分岔和混沌

建立一类具有时变间隙的两质量相对转动系统的强非线性动力学方程.应用MLP方法求解出变换参数,并运用多尺度法求解该系统发生1/2亚谐共振时的分岔响应方程,采用奇异性理论分析得到系统稳态响应的转迁集,并且得到系统在非自治情形下的分岔特性以及系统的分岔形态.最后通过数值仿真得到系统在间隙和阻尼参数变化下的分岔和混沌行为,发现随着系统参数变化系统将出现周期运动、倍周期运动以及混沌等多种不同的运动形态.     

负参数空间分数阶Chua系统的动力学行为及实验验证

Chua系统展现出丰富的动力学行为,易于电路实现,因而成为混沌研究的经典范例.然而,现有针对Chua系统的研究大都局限于系统的正参数空间.基于分数阶的时域求解法,研究了分数阶Chua系统在负参数空间下的动力学行为.采用分数阶稳定性理论分析了系统平衡点的稳定性,用分岔图、最大李雅普诺夫指数研究了系统控制参数和阶次变化时系统的动力学行为.为了实验验证系统的动力学行为,采用运放、电阻、电容等模拟器件实现了负参数空间下的分数阶Chua系统,实验结果与数值仿真结果完全一致.该研究成果对进一步完善Chua系统,推动Chua系统在混沌中的应用具有参考价值.     

Periodic and chaotic behaviour in a reduced form of the perturbed generalized Korteweg–de Vries and Kadomtsev–Petviashvili equations

The dynamical behaviour of a reduced form of the perturbed generalized Korteweg–de Vries and Kadomtsev–Petviashvili equations (extension of the Korteweg–de Vries equation to two space variables) are studied in this paper. Harmonic solutions of non-resonance and primary resonance are obtained using the perturbation method. Chaotic motion under harmonic excitations is studied using the Melnikov method.A wide range of solutions for the reduced perturbed generalized Korteweg–de Vries equations, in which non-linear phenomena appearing within transition from regular harmonic response (periodic solutions) to chaotic motion, are obtained using the time integration Runge–Kutta method. When chaos is found, it is detected by examining the phase plane, the Poincaré map, the sensitivity solution of the solution to initial conditions, and by calculating the largest Lyapunov exponent.     

Bifurcations and chaotic motions in the autonomous system of a restrained pipe conveying fluid

The stability and dynamics of a cantilevered pipe conveying fluid with motion-limiting constraints and a linear spring support have been investigated. Emphasis is placed on analyzing local qualitative behavior of the system in the neighborhood of a doubly degenerate point. Using some qualitative reduction methods of dynamical system theory, the four-dimensional differential equation of motion is reduced to a two-dimensional one, and then the possible motions of the pipe are predicted through analyzing bifurcations of the solution to the reduced equation of motion. The unfolding result is found to be in good agreement with the result obtained using the numerical method. It is also found that there exist the quasi-periodic motions and route to chaos through breakup of the quasi-periodic torus surface in some parameter region of the system, which differs from that of periodic-doubling bifurcation route found earlier in this system. Numerical simulations have been performed using the four-dimensional equation of motion to confirm the analytical results.