Lorenz系统驱动声光双稳时空混沌系统并行同步的研究

研究了一个时间混沌系统驱动多个时空混沌系统的并行同步问题.以单模激光Lorenz系统和一维耦合映像格子为例,在单模激光Lorenz系统中提取一个混沌序列,通过与一维耦合映像格子中的状态变量耦合使单模激光Lorenz系统和多个同结构一维耦合映像格子同时达到广义同步,并且多个一维耦合映像格子之间实现完全并行同步.通过计算条件Lyapunov指数,可以得到并行同步所需反馈系数的取值范围.数值模拟证明了此方法的可行性和有效性.     

耦合双稳映象格子模型的时空混沌控制

变量反馈技术实现了耦合双稳映象格子模型的时空混沌控制.数值实验结果表明,利用不同的反馈技术和不同的反馈强度,可以将双稳映象系统的混沌及耦合双稳映象格子模型的时空混沌控制到不动点或周期轨道.变量反馈控制法除了局域双稳映象系统的定态点外,不需要先获取耦合双稳映象格子时空系统的动力学信息,它对抑制耦合双稳映象系统中的湍流具有一定的指导作用.     

基于时空混沌系统的单向Hash函数构造

提出了一种基于时空混沌系统的Hash函数构造方法.以线性变换后的消息数作为一组初值来驱动单向耦合映像格子的时空混沌系统，产生时空混沌序列，取其空间最后一组混沌序列的适当项，线性映射为Hash值要求的128bit值.研究结果表明，这种基于时空混沌系统的Hash函数具有很好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性，较基于低维混沌映射的Hash函数具有更强的保密性能，且实现简单. 关键词： 时空混沌 Hash函数 单向耦合映像格子     

基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌Hash函数设计

在分析单向与双向耦合映像格子系统的初值与参数敏感性的基础上，提出了一种基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌单向Hash函数构造方案.该方案以耦合映像系统的部分初态作为密钥，在迭代过程中, 通过上一次的迭代值和线性变换后的不同位置的明文消息比特动态确定双向耦合映像系统模型参数，将明文消息多格点并行注入时空混沌轨迹中；取迭代序列中最后一轮迭代结果的适当空间项，线性映射为Hash值要求的128 bit值.由于耦合映像系统的双向扩散机理与混乱作用，迭代过程具有极强的不可逆性及初值与参数敏感性，Hash结果的每位都与明文及密钥有着敏感、复杂的非线性强耦合关系.仿真实验与分析结果表明，该算法达到了Hash函数的各项性能要求，安全性好，执行效率高. 关键词： Hash函数 时空混沌 耦合映像格子     

预测反馈法控制双向闭环时空混沌系统的理论及实验

预测反馈控制方法可以用于控制时空混沌系统,该方法是在耦合映象格子中的每个格点处加入局部预测反馈控制器.本文以双向环形Henon耦合映象格子为例,在理论上给出了将系统控制到不稳定不动点的充分条件,并通过数值计算及电路仿真实验证实该方法的有效性.     

耦合映像格子模型时空混沌的控制

采用非线性反馈方法研究耦合电光双稳映像格子混沌系统的控制。画出空间振幅变化图。数值模拟的结构表明:在一定的相空间压缩参数区域内,控制时空混沌到均匀稳定状态时,控制结果与控制参数之间存在关系。同时利用计算机模拟了相应参数下的时序图,格点处于稳定状态,从而证明常数偏移法的有效性。     

耦合映象格子中时空混沌的控制

采用相同的相空间压缩方法,有效地控制了均匀及非均匀耦合映象格子中的时空混沌.数值模拟结果表明,在一定的相空间压缩参数区域内,控制时空混沌到均匀稳定状态时,控制结果与控制参数之间存在确定的函数关系.利用这个控制方程,选择不同的相空间压缩参数控制耦合映象格子中的时空混沌,获得了各种所需要的稳定斑图 关键词： 时空混沌 耦合映象格子     

基于多重耦合映像格子的信号初值恢复研究

利用耦合映像格子恢复信号初值是信号处理研究中一个重要的问题.耦合映像格子具有混沌系统的初值敏感性，当初值受到噪声污染时将会影响到系统对其的恢复.提出了一种由多个一维耦合映像格子系统并列耦合而成的多重耦合映像格子系统，通过将多个一维系统耦合，使因受到噪声干扰而趋向于指数分离的混沌轨道相互靠近，以达到抑制噪声的目的.数值仿真表明，该系统具有较强的抗噪声能力和较高的鲁棒性.在耦合系数选取适当的情况下，即使初始信号受到噪声干扰，该多重耦合系统仍然能够很好地恢复信号初值的统计特性，且对单个初值的恢复情况及与初始信号 关键词： 耦合映像格子 恢复信号的统计特性 多重耦合     

一个全局耦合不连续映像格子中的冻结化随机图案模式

本文研究了一类既不连续又不可逆分段线性映像构成的全局耦合映像格子系统中的一类典型集体动力学行为, 即冻结化随机图案模式. 计算了平均同步序参量和最大李雅普诺夫指数随耦合强度的变化. 结果显示, 当耦合强度超过某个阈值后, 在给定动力学变量的初始下, 系统几乎都能达到完全或部分同步状态, 出现冻结化随机图案. 这些现象表明, 耦合映像格子系统中存在着多个共存的吸引子. 因此, 其冻结化图案的结构和分布敏感地依赖于格点动力学变量初始值的选取. 感兴趣地是, 即使当单映像处于混沌状态时, 格点间的耦合仍能将系统调制到规则的运动状态, 这种特征对于混沌控制具有重要的利用价值. 上述丰富动力学行为的出现是由于单映像中不连续性和不可逆性相互作用的结果.     

激光时空混沌模型的加权网络投影同步

提出了一种实现加权网络时空混沌投影同步的方法.通过构造合适的Lyapunov函数,确定了加权网络中连接节点之间耦合函数的结构以及网络节点状态方程中分离配置的线性项的系数矩阵的取值范围.以Bragg声光双稳系统作为局域函数,单向耦合映像格子作为空间扩展系统构成激光时空混沌模型.通过仿真模拟检验了采用激光时空混沌模型作为网络节点的加权网络的投影同步效果.结果显示,对于任意的节点之间耦合强度的权重值,加权网络的投影同步均可以实现. 关键词： 投影同步 加权网络 时空混沌 Bragg声光双稳系统     

Controlling mode locking in optical ring cavities

Imperfections in the surface of intracavity elements of an optical ring resonator can scatter light from one mode into the counterpropagating mode. The phase-locking of the cavity modes induced by this backscattering is a well-known example that notoriously afflicts laser gyroscopes and similar active systems. We experimentally show how backscattering can be circumvented in a unidirectionally operated ring cavity either by an appropriate choice of the resonant cavity mode or by active feedback control. PACS 42.60.Da; 45.40.Cc; 42.79.Bh; 42.55.-f     

Multifunctional design of inertially-actuated velocity feedback controllers

The vibration of a structure can be controlled using either a passive tuned mass damper or using an active vibration control system. In this paper, the design of a multifunctional system is discussed, which uses an inertial actuator as both a tuned mass damper and as an element in a velocity feedback control loop. The natural frequency of the actuator would normally need to be well below that of the structure under control to give a stable velocity feedback controller, whereas it needs to be close to the natural frequency of a dominant structural resonance to act as an effective tuned mass damper. A compensator is used in the feedback controller here to allow stable feedback operation even when the actuator natural frequency is close to that of a structural mode. A practical example of such a compensator is described for a small inertial actuator, which is then used to actively control the vibrations both on a panel and on a beam. The influence of the actuator as a passive tuned mass damper can be clearly seen before the feedback loop is closed, and broadband damping is then additionally achieved by closing the velocity feedback loop.     

多源激励下双层隔振浮筏系统的线谱混沌化

采用混沌化技术可以重构水下航行器的水声线谱特征,改善隐声性能.基于这一特殊应用背景,研究了多源激励下双层隔振浮筏系统的非线性时延反馈混沌化问题.在二维简化浮筏系统模型的基础上,完整地呈现了非线性时延反馈控制的线谱混沌化方法,为隔振浮筏的线谱混沌化设计提供了标准流程.仿真结果表明了该方法的可行性,探讨了多源激励条件下控制增益、时延和反馈频率等控制参数对系统混沌化效果的影响,并与单源激励进行了对比分析.     

用滑模变结构控制方法实现外腔反馈式半导体激光器的混沌控制

通过增加外腔反馈式半导体激光器的激光反馈时间，使系统处于混沌状态，再采用滑模变结构控制方法实现这种激光器的混沌控制.该方法的优点是系统既能很快地获得稳定的输出激光，又能根据工程需要实现激光输出功率强度的灵活调整.理论分析和数值计算结果表明控制结果具有很强的稳定性和鲁棒性.研究结果对改善实际激光系统稳态输出的快速性、输出功率的灵活可调性和能量转换效率有较好的参考价值. 关键词： 混沌 外腔反馈式半导体激光器 滑模变结构控制 外腔长度     

延时线性反馈法控制双环掺铒光纤激光器混沌

根据线性反馈法控制混沌的理论及实践成果,提出了延时线性反馈法控制双环掺铒光纤激光器混沌的具体方案.计算机模拟结果表明,适当调节反馈系数和延时时间,可以实现对双环掺铒光纤激光器混沌的稳定控制 关键词： 混沌控制 延时线性反馈 双环掺铒光纤激光器     

基于改进射影控制的降阶高压直流附加控制器设计

针对电力系统控制器设计中,控制器阶数过高且影响控制品质的问题,提出一种基于射影定理的降阶控制器设计新方法,并对射影定理做出改进,实现抑制低频振荡的高压直流附加阻尼控制.通过总体最小二乘-旋转不变技术分析系统振荡特性并辨识出相关模型,再基于极点配置得到状态反馈矩阵,最后利用改进的射影控制理论设计输出反馈降阶控制器,同时将控制器与传统的带观测器的极点配置控制方法进行比较.仿真验证表明,基于射影控制理论的控制器效果较好,控制器阶数较低,鲁棒性强,便于工程实现.     

Dynamic behavior of time-delayed acceleration feedback controller for active vibration control of flexible structures

This paper addresses the design problem of the controller with time-delayed acceleration feedback. On the basis of the reduction method and output state-derivative feedback, a time-delayed acceleration feedback controller is proposed. Stability boundaries of the closed-loop system are determined by using Hurwitz stability criteria. Due to the introduction of time delay into the controller with acceleration feedback, the proposed controller has the feature of not only changing the mass property but also altering the damping property of the controlled system in the sense of equivalent structural modification. With this feature, the closed-loop system has a greater logarithmic decrement than the uncontrolled one, and in turn, the control behavior can be improved. In this connection, the time delay in the acceleration feedback control is a positive factor when satisfying some given conditions and it could be actively utilized. On the ground of the analysis, the developed controller is implemented on a cantilever beam for different controller gain–delay combinations, and the control performance is evaluated with the comparison to that of pure acceleration feedback controller. Simulation and experimental results verify the ability of the controller to attenuate the vibration resulting from the dominant mode.     

Spatial and temporal feedback control of traveling wave solutions of the two-dimensional complex Ginzburg-Landau equation

Previous work has shown that Benjamin-Feir unstable traveling waves of the complex Ginzburg-Landau equation (CGLE) in two spatial dimensions cannot be stabilized using a particular time-delayed feedback control mechanism known as ‘time-delay autosynchronization’. In this paper, we show that the addition of similar spatial feedback terms can be used to stabilize such waves. This type of feedback is a generalization of the time-delay method of Pyragas [K. Pyragas, Continuous control of chaos by self-controlling feedback, Phys. Lett. A 170 (1992) 421-428] and has been previously used to stabilize waves in the one-dimensional CGLE by Montgomery and Silber [K. Montgomery, M. Silber, Feedback control of traveling wave solutions of the complex Ginzburg Landau equation, Nonlinearity 17 (6) (2004) 2225-2248]. We consider two cases in which the feedback contains either one or two spatial terms. We focus on how the spatial terms may be chosen to select the direction of travel of the plane waves. Numerical linear stability calculations demonstrate the results of our analysis.     

随机参数Duffing系统中的随机混沌及其延迟反馈控制

研究了谐和激励下含有界随机参数Duffing系统(简称随机Duffing系统)中的随机混沌及其延迟反馈控制问题.借助Gegenbauer多项式逼近理论，将随机Duffing系统转化为与其等效的确定性非线性系统.这样，随机Duffing系统在谐和激励下的混沌响应及其控制问题就可借等效的确定性非线性系统来研究.分析阐明了随机混沌的主要特点，并采用Wolf算法计算等效确定性非线性系统的最大Lyapunov指数，以判别随机Duffing系统的动力学行为.数值计算表明，恰当选取不同的反馈强度和延迟时间，可分别达到抑制或诱发系统混沌的目的，说明延迟反馈技术对随机混沌控制也是十分有效的. 关键词： 随机Duffing系统 延迟反馈控制 随机混沌 Gegenbauer多项式     

运输机重装空投二阶终端滑模控制方法研究

针对重装空投过程中,货物的持续移动及瞬间出舱影响空投任务完成性、威胁飞行安全等问题,提出了一种二阶终端滑模纵向飞行控制方法;该方法利用非线性多输入多输出反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用二阶终端滑模变结构控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,结合外环PID高度保持控制器完成了整个飞行控制系统的设计;数值仿真结果表明,该系统具有良好的响应特性,且对系统不确定性具有较强的鲁棒性。