超混沌Lorenz系统

对Lorenz系统添加一个非线性控制器，使之构成四维超混沌Lorenz系统.利用分岔图、Lyapunov指数谱及相图分析方法，研究了超混沌Lorenz系统的运动规律.数值模拟结果表明：新引入参数处于不同取值范围时，超混沌Lorenz系统可以分别呈现收敛、发散、周期、混沌及超混沌动力学行为. 关键词： Lorenz系统 超混沌 Lyapunov指数 分岔     

Lorenz系统族采样同步研究

从对连续时间混沌系统进行数字测量的角度，提出了连续时间混沌系统的采样同步问题. 利用控制理论的结果，设计了Lorenz系统族的采样同步系统. 仅需测量一个状态分量，就可在采样时刻实现同步. 数值模拟例证了同步的性能. 关键词： 混沌同步 Lorenz系统族 采样同步     

利用单模激光Lorenz系统实现混沌反控制

利用Lyapunov函数方法，对混沌反控制问题进行了研究.以单模激光Lorenz系统和描述心脏搏动的Bonhoeffer-Van der Pol系统为例，设计了一种控制器，成功地使Bonhoeffer-Van der Pol系统混沌化.给出了控制器的具体设计方案以及单模激光Lorenz系统与Bonhoeffer-Van der Pol系统状态之间误差系统的结构.仿真结果表明，在控制器的作用下，Bonhoeffer-Van der Pol系统所有状态变量严格地跟踪了单模激光Lorenz系统的混沌轨迹，对应的相空间中Bonhoeffer-Van der Pol系统的轨迹也由极限环转变为与单模激光Lorenz系统的轨迹完全相同的混沌吸引子，Bonhoeffer-Van der Pol系统严格地跟踪了单模激光Lorenz系统混沌的动态行为.     

异结构系统混沌同步的新方法

基于Lyapunov稳定性理论, 结合反馈控制和自适应控制方法, 提出了一种异结构混沌系统同步的新方法. 该方法适用范围广, 不仅能为人们提供控制器的一般选取办法，而且对于具体的误差系统还可进一步简化控制器结构, 具有稳健、易于实现等优点. 通过对Lorenz系统与Liu系统、超混沌的R?ssler系统与广义Lorenz系统的同步数值仿真, 证实了该方法的有效性. 关键词： 混沌同步 Lorenz系统 R?ssler系统 Lyapunov函数     

混沌系统的预测反馈控制

提出了一种基于采样数据的预测反馈控制混沌的方法,用此方法可将混沌Lorenz，Chua电路系统控制到指定的平衡点和希望的周期轨道上，理论分析和数值计算表明该方法具有极强的鲁棒性. 关键词： 混沌 采样数据 Lorenz系统 预测反馈 Chua电路系统     

参数未知的不同阶数混沌系统广义同步及参数估计

采用扩阶方法(使响应系统和驱动系统的维数相同)，把不同阶数混沌系统的广义同步问题转化为相同阶数混沌系统之间的广义同步，基于Lyapunov稳定性定理和自适应控制方法(用于相同阶数混沌系统的同步)，给出了自适应控制器和参数自适应律，进而实现了不同阶数混沌系统的广义同步.将该方法应用于参数未知的超Lü，Lorenz，广义Lorenz和Liu等系统之间的广义混沌同步，理论证明了该方法可以使这些系统达到渐近广义同步，并且可以辨识驱动系统和响应系统的所有参数，数值模拟进一步证明了该方法的有效性.     

不确定非线性系统混沌反控制

基于滑模变结构控制,研究了不确定非线性系统模型到达混沌反控制,保证经有限时间,使受控不确定非线性系统达到与混沌参考系统数学模型完全一致,并就到达的快速性,鲁棒性进行了讨论,最后以Lorenz混沌系统为混沌参考模型的情况进行了仿真,仿真结果表明所给方法是有效的. 关键词： 混沌系统 Lorenz系统 变结构控制 滑动流形     

混沌系统的自适应多变量广义预测控制与同步

提出了一种应用带时变遗忘因子的自适应多变量广义预测控制算法(β-MGPC)，对Lorenz，Rossler，Chua电路等典型混沌系统进行控制，使之跟踪任意给定参考信号，数值仿真表明了该控制算法的良好效果.这种方法的优点在于无需知道混沌系统的精确模型，便可实现混沌系统的大范围的跟踪和同步控制. 关键词： 混沌控制 混沌同步 自适应预测控制 时变遗忘因子     

超混沌Lorenz系统的常数脉冲与自适应脉冲的混合控制

研究了超混沌Lorenz系统的控制问题;基于脉冲控制原理和自适应控制策略,提出了常数脉冲和自适应脉冲相结合的混合控制方法,该方法可以扩大将系统控制到稳定周期轨道的控制参数的范围.数值实验证明了这种混合控制的方法的有效性. 关键词： 超混沌Lorenz系统 常数脉冲控制 自适应脉冲控制     

基于直接延迟反馈的混沌反控制

在混沌有益时，有目的地产生混沌已经成为混沌学研究的热点问题，本文提出直接延迟反馈实现混沌的反控制，在非混沌系统中产生了混沌.该方法与间接延迟反馈控制方法相比，控制更加简单，更易于实现.该方法与Pyragas提出的延迟反馈混沌控制方法的控制器结构相同，因此，这种直接延迟反馈控制方法可以在需要混沌时产生混沌，不需要混沌时控制混沌，实现混沌控制和反控制的统一，为设计者提供最大的灵活性.针对参数处于非混沌区的Chen系统和Lorenz系统的仿真结果表明了该混沌反控制方法的有效性. 关键词： 混沌 反控制 直接延迟反馈     

Control of the Lorenz system: Destroying the homoclinic orbits

The mechanisms leading to chaotic behavior in the Lorenz system are well understood. Basically, homoclinic connections induce a strange invariant set around the zero fluid motion stationary point. This set, associated with a Smale horseshoe, is in the heart of chaotic attractors. This Letter examines the application of a simple feedback controller to eliminate the chaotic behavior in a controlled Lorenz system. The main idea is to stabilize certain stationary points to destroy the homoclinic connections. In this way, stabilization of the Lorenz trajectories about non-chaotic motion is achieved. The effectivity of the feedback control strategy is illustrated by means of numerical simulations.     

分数阶Lorenz系统的分析及电路实现

频域传递函数近似方法不仅是常用的 分数阶混沌系统相轨迹的数值分析方法之一, 而且也是设计分数阶混沌系统电路的主要方法. 应用该方法首先研究了分数阶Lorenz系统的混沌特性, 通过对Lyapunov指数图、分岔图和数值仿真分析, 发现了其较为丰富的动态特性, 即当分数阶次从0.7到0.9以步长0.1变化时, 该分数阶Lorenz系统既存在混沌特性, 又存在周期特性, 从数值分析上说明了在更低维的Lorenz系统中存在着混沌现象. 然后又基于该方法和整数阶混沌电路的设计方法, 设计了一个模拟电路实现了该分数阶Lorenz系统, 电路中的电阻和电容等数值是由系统参数和频域传递函数近似确定的. 通过示波器观测到了该分数阶Lorenz系统的混沌吸引子和周期吸引子的相轨迹图, 这些电路实验结果与数值仿真分析是一致的, 进一步从物理实现上说明了其混沌特性. 关键词： 分数阶系统 Lorenz系统 分岔分析 电路实现     

Stability Analysis and Design of Impulsive Control Lorenz Systems Family

Lorenz systems family unifying Lorenz system, Chen system and Lü system is a typical chaotic family. In this paper, we consider impulsive control Lorenz chaotic systems family with time-varying impulse intervals. By establishing an effective tool of a set of inequalities, we analyze the asymptotic stability of impulsive control Lorenz systems family and obtain some new less conservative conditions. Based on the stability analysis, we design a novel impulsive controller with time-varying impulse intervals. Illustrative examples are provided to show the feasibility and effectiveness of our method. The obtained results not only can be used to design impulsive control for Lorenz systems family, but also can be extended to other chaotic systems.     

Synchronization of uncertain fractional-order chaotic systems with disturbance based on a fractional terminal sliding mode controller

This paper provides a novel method to synchronize uncertain fractional-order chaotic systems with external disturbance via fractional terminal sliding mode control. Based on Lyapunov stability theory, a new fractional-order switching manifold is proposed, and in order to ensure the occurrence of sliding motion in finite time, a corresponding sliding mode control law is designed. The proposed control scheme is applied to synchronize the fractional-order Lorenz chaotic system and fractional-order Chen chaotic system with uncertainty and external disturbance parameters. The simulation results show the applicability and efficiency of the proposed scheme.     

利用洛伦兹水车研究混沌现象

洛伦兹水车是描述混沌系统的模型.本文从理论上分析了洛伦兹水车的运动方程,并制作了一台洛伦兹水车系统.用手机拍摄视频,再用视频分析软件Tracker追踪水车的运动状态,快速便捷地画出相应的相图,既出现混沌吸引子,又具有初值敏感性.通过对多个实验图像的分析,证明本系统为混沌系统.     

一种改进的高性能Lorenz系统构造及其应用

Lorenz系统是一种最具有代表性、典型性的混沌模型之一, 一直被众多学者深入研究和广泛应用.为了获取结构和动力学行为更为复杂的混沌吸引子, 不断改善Lorenz系统已成为混沌动力系统研究中的重要课题之一. 为此, 本文提出了一个具有复杂系统动力学行为的改进的Lorenz系统, 并将其用于图像信息安全保护. 在现有各种改进的Lorenz系统的基础上, 首先通过增加Lorenz系统的控制参数和改变非线性项相结合的方法构造出一种新的Lorenz 混沌系统; 其次采用微分动力系统方法深入研究该系统并获得与Lorenz系统、Bao系统、Tee系统和Y系统等具有相似的耗散性、对称性、稳定性, 以及更加复杂的混沌特性和动力学行为, 同时分析该系统所产生随机序列具有良好的相关性和复杂性; 最后将其所产生的离散伪随机序列用于图像置乱和扩散加密, 通过对图像加密结果的相邻像素相关性分析、灰度空间相关特性不确定性分析、抗差分攻击以及密钥敏感性测试, 表明本文所构造的改进的Lorenz系统应用于图像加密能获得相对较高的安全性.     

Controlling chaos based on an adaptive nonlinear compensator mechanism

The control problems of chaotic systems are investigated in the presence of parametric uncertainty and persistent external disturbances based on nonlinear control theory. By using a designed nonlinear compensator mechanism, the system deterministic nonlinearity, parametric uncertainty and disturbance effect can be compensated effectively. The renowned chaotic Lorenz system subjected to parametric variations and external disturbances is studied as an illustrative example. From the Lyapunov stability theory, sufficient conditions for choosing control parameters to guarantee chaos control are derived. Several experiments are carried out, including parameter change experiments, set-point change experiments and disturbance experiments. Simulation results indicate that the chaotic motion can be regulated not only to steady states but also to any desired periodic orbits with great immunity to parametric variations and external disturbances.     

Robust fuzzy control for chaotic dynamics in Lorenz systems with uncertainties

This paper deals with the robust fuzzy control for chaotic systems in the presence of parametric uncertainties. An uncertain Takagi--Sugeno fuzzy model for a Lorenz chaotic system is first constructed. Then a robust fuzzy state feedback control scheme ensures the control for stable operations under bounded parametric uncertainties. For a chaotic system with known uncertainty bounds, a robust fuzzy regulator is designed by choosing the control parameters satisfying the linear matrix inequality. To verify the validity and effectiveness of the proposed controller design method, an analysis technique is suggested and applied to the control of an uncertain Lorenz chaotic system.     

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.     

Experimental observation of Lorenz chaos in the Quincke rotor dynamics

In this paper, we report experimental evidence of Lorenz chaos for the Quincke rotor dynamics. We study the angular motion of an insulating cylinder immersed in slightly conducting oil and submitted to a direct current electric field. The simple equations which describe the dynamics of the rotor are shown to be equivalent to the Lorenz equations. In particular, we observe two bifurcations in our experimental system. Above a critical value of the electric field, the cylinder rotates at a constant rate. At a second bifurcation, the system becomes chaotic. The characteristic shape of the experimental first return map provides strong evidence for Lorenz-type chaos.