基于神经网络和滑模控制的不确定混沌系统同步

基于滑模控制技术和径向基函数神经网络,设计出一种神经滑模控制器,实现了两个不确定混沌系统的同步.控制器的设计不依赖于系统的数学模型,只与系统的输出状态有关,而且对参数不确定性和外界干扰具有较强的稳健性.最后,利用本方法设计出控制器实现了未知Lorenz系统的自同步、未知Lorenz系统与Chen系统之间的异结构同步,而且响应时间短,同步效果好. 关键词： 混沌同步 滑模控制 神经网络 不确定混沌系统     

具有死区非线性输入的一类不确定混沌系统的自适应控制

研究了一类具有死区非线性输入的不确定混沌系统的控制问题. 通过引入死区非线性控制项,有效的消除了实际中由于死区非线性输入的存在而引起的不良控制效果, 设计控制器过程中对系统死区模型无需任何限制条件, 同时引入扩张观测器, 从而只需要知道系统的一个状态, 就可以观测出系统待确定的未知信息. 对Duffing系统的数值仿真结果表明该控制方案是有效的. 关键词： 混沌系统 扩张观测器 死区 非线性输入     

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.     

一种分数阶混沌系统同步的自适应滑模控制器设计

针对分数阶混沌系统的同步问题, 基于滑模控制理论和自适应控制理论, 设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面, 并提出了一种自适应滑模控制器在不消除非线性项的情况下实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法. 利用所设计的自适应滑膜控制器实现了分数阶Chen系统、分数阶Liu系统以及分数阶Arneodo系统的混沌同步. 数值模拟仿真结果验证了所设计的控制器的有效性和可行性.     

基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制

哈密顿系统理论是研究非线性系统的一种重要工具, 近年来在电机调速、控制等方面得到广泛应用. 本文针对永磁同步电机运行中存在的混沌现象, 提出一种基于哈密顿函数的永磁同步电机混沌系统鲁棒控制器设计方法. 将永磁同步电机动态模型变换为类Lorenz混沌方程, 在特定参数下, 通过Lyapunov指数和Lyapunov维数的计算可知系统是混沌的. 令电机转速跟踪给定值得误差方程. 由于误差方程并不具有标准哈密顿函数形式, 将其转化为具有扰动不确定项的哈密顿系统, 并与负载扰动一起作为系统的总扰动量, 设计了一种鲁棒控制器. 控制器由两部分组成, 一部分基于互联与阻尼配置法, 实现任意转速的有效跟踪, 另一部分实现扰动补偿. 仿真表明, 控制器使电机迅速脱离混沌状态, 并能实现转速趋近跟踪, 验证了控制器的可行性与有效性. 该方法扩展了哈密顿函数的适用范围, 具有一定的优越性.     

BTT导弹基于扩张状态观测器的滑模控制律设计

针对BTT导弹非线性动力学模型中的参数不确定性及系统存在未知外部干扰的问题,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模控制设计方法;将系统参数不确定性和未知外界干扰作为系统的复合干扰,采用扩张状态观测器估计系统的复合干扰,并实时补偿;利用Lyapunov方法证明系统的稳定性;该控制器算法简单、计算量小,更易于实际工程应用;仿真结果表明,设计的控制器对导弹控制系统受到的复合干扰具有较强的鲁棒性和稳定性,满足导弹姿态快速机动和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于滑模控制器。     

一类混沌系统的同步方法

针对一类混沌系统的特点,任意构造满足一定条件的响应系统,根据滑模控制策略得到实现两者同步的反馈控制器.在可测同步误差基础上,利用扩张状态观测器来估计驱动系统与“构造”的响应系统之间的差异,把上述反馈控制策略转变为物理可实现的控制器并实现两者的同步.以Duffing和Chua’s电路为例的仿真表明效果良好 关键词： 混沌同步 滑模控制 扩张状态观测器     

基于三种方法的新Lü混沌系统的同步

分别用状态观测器法、主动控制法和Backstepping法研究了含有常数项的新Lü混沌系统的自同步问题.针对非严格反馈的新Lü混沌系统,分别基于以上三种方法设计了自适应控制器,依据Lyapunov稳定性原理证明了这些控制器能够较好地实现新Lü混沌系统的渐近自同步.数值仿真实验进一步验证了以上三种同步方法的有效性.经对三种同步方法比较分析,发现基于状态观测器的同步方法更加灵活高效. 关键词： 混沌同步 状态观测器 主动控制 Backstepping     

基于滑模控制的分数阶混沌系统的自适应同步

基于滑模控制理论和自适应控制理论,研究了分数阶混沌系统的同步问题.设计了新的分数阶积分滑模面,并提出了用单一自适应控制器实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法.数值模拟证实了所提方法的有效性. 关键词： 滑模控制 分数阶混沌系统 单一控制器 自适应同步     

不确定混沌系统的参数识别与同步控制器的backstepping设计

设计了一种参数观测器，对不确定Rossler系统中的未知参数进行了识别，采用backstepping方法实现了异结构不确定Rossler系统和Coullet系统之间的混沌同步.根据稳定性原理，确定了同步控制器的结构和控制增益的取值范围.仿真模拟结果表明，在参数观测器和backstepping控制器的共同作用下， Coullet系统所有的状态变量严格地跟踪了不确定Rossler系统的混沌轨迹，从而证明了该观测器和控制器的有效性.     

Full-order sliding mode control of uncertain chaos in a permanent magnet synchronous motor based on a fuzzy extended state observer

A full-order sliding mode control based on a fuzzy extended state observer is proposed to control the uncertain chaos in the permanent magnet synchronous motor. Through a simple coordinate transformation, the chaotic PMSM model is transformed into the Brunovsky canonical form, which is more suitable for the controller design. Based on the fuzzy control theory, a fuzzy extended state observer is developed to estimate the unknown states and uncertainties, and the restriction that all the system states should be completely measurable is avoided. Thereafter, a full-order sliding mode controller is designed to ensure the convergence of all system states without any chattering problem. Comparative simulations show the effectiveness and superior performance of the proposed control method.     

A nonlinear controller design for permanent magnet motors using a synchronization-based technique inspired from the Lorenz system

The dynamic behavior of a permanent magnet synchronous machine (PMSM) is analyzed. Nominal and special operating conditions are explored to show that the PMSM can experience chaos. A nonlinear controller is introduced to control these unwanted chaotic oscillations and to bring the PMSM to a stable steady state. The designed controller uses a pole-placement approach to force the closed-loop system to follow the performance of a simple first-order linear system with zero steady-state error to a desired set point. The similarity between the mathematical model of the PMSM and the famous chaotic Lorenz system is utilized to design a synchronization-based state observer using only the angular speed for feedback. Simulation results verify the effectiveness of the proposed controller in eliminating the chaotic oscillations while using a single feedback signal. The superiority of the proposed controller is further demonstrated by comparing it with a conventional PID controller. Finally, a laboratory-based experiment was conducted using the MCK2812 C Pro-MS(BL) motion control kit to confirm the theoretical results and to verify both the causality and versatility of the proposed controller.     

基于无源性理论自适应镇定具有v/f输入的永磁同步电动机的混沌运动

首先利用无源性理论,构造自适应反馈控制器使具有v/f控制输入的混沌永磁同步电动机(PMSM)等效为闭环无源系统,然后证明该无源系统可以实现在平衡点的稳定,从而达到镇定PMSM混沌运动的目的.数值仿真结果表明,该控制策略不仅行之有效,对参数的不确定性具有较强的鲁棒性.研究结果对保证具有v/f控制输入的PMSM的稳定运行有较好的参考价值.     

插入式永磁低速同步电机非奇异终端滑模观测器设计

提出一种以d-q同步旋转坐标系下, 电流为观测对象的插入式永磁同步电机的非奇异高阶终端滑模观测器, 用来获得高性能矢量控制系统所必需的电机转子位置及速度信息. 采用非奇异终端滑模控制, 提高了观测器的动态响应速度及鲁棒性, 利用高阶滑模控制技术的特性, 有效地抑制了传统滑模控制的抖振现象. 同时给出了转速环及电流环调节器的参数设计方法, 转速环调节器采用积分反馈算法, 电流环调节器使用前馈解耦内模控制技术 ,参数在线调整简单. 将该算法应用到2 MW永磁同步低速电机无传感器控制系统中, 实验结果表明, 该方法能够准确计算出电机的位置和速度, 使系统具有良好的稳态精度和动态性能.     

基于自适应滑模控制的大型望远镜低速控制

为了提高永磁同步电机驱动的大型望远镜转台的低速跟踪性能,设计了自适应滑模控制器以实时抑制系统的参数不确定性和外部扰动对系统的影响。为了优化控制器参数和缩短控制系统的调试周期,辨识出了转台控制系统的控制模型,同时建立了系统内部的非线性因素模型,综合上述模型对系统进行了集成仿真。仿真和实验结果证明了所设计的自适应滑模控制器对系统参数不确定性、外部扰动和噪声具有较好的鲁棒性,对望远镜转台的低速控制效果良好。     

永磁同步电动机的自适应混沌控制

首先基于LaSalle不变集定理设计一种自适应控制器,实现了永磁同步电动机中的混沌控制. 然后在控制项中增加一个控制强度因子,给出了一种改进的自适应控制器. 与以往的控制方案相比,该控制方案具有最简形式,控制器可以施加在状态方程的任何一项上. 仿真结果表明了该方法的有效性和对外界随机干扰的鲁棒性. 关键词： 自适应控制 LaSalle不变集定理 永磁同步电动机 混沌控制     

不确定因素下永磁同步电动机系统的混沌鲁棒控制

<正>针对永磁同步电动机混沌系统,考虑受不确定因素的影响,对其数学模型采用基于微分几何理论的精确反馈线性化法,建立鲁棒控制模型,设计鲁棒控制器,实现永磁同步电动机混沌系统的鲁棒镇定和输出跟踪控制.数值仿真的结果证明了所提出方法的有效性及控制器的鲁棒性.     

Fractional-order permanent magnet synchronous motor and its adaptive chaotic control

In this paper we investigate the chaotic behaviors of the fractional-order permanent magnet synchronous motor(PMSM).The necessary condition for the existence of chaos in the fractional-order PMSM is deduced.And an adaptivefeedback controller is developed based on the stability theory for fractional systems.The presented control scheme,which contains only one single state variable,is simple and flexible,and it is suitable both for design and for implementation in practice.Simulation is carried out to verify that the obtained scheme is efficient and robust against external interference for controlling the fractional-order PMSM system.     

参数不确定永磁同步电机混沌系统的有限时间稳定控制

针对含有参数不确定性的永磁同步电机混沌系统, 结合主动控制与有限时间稳定控制理论, 提出一种改进的主动有限时间稳定控制器. 该控制器不仅具有较强的鲁棒性, 而且可以通过调整终端吸引子比例系数, 有效地缩短系统的响应时间, 以提高系统的响应能力. 通过仿真实验, 验证了该控制器比传统的控制器的具有更强的鲁棒性和响应能力. 关键词： 永磁同步电机 混沌控制 有限时间稳定 主动控制