不确定动态混沌系统的最优控制

对于混沌系统的控制问题,考虑到控制系统能量限制的要求,首先确立一个二次目标函数,然后给出了求解最优控制律的一个简单方法,该方法通过求解线性二次最优控制问题,获得了混沌系统的最优控制律,避免了求解非线性Hamilton-Jacobi-Bellman 偏微分方程(HJB方程)的困难.利用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性.对统一混沌系统和Liu混沌系统的仿真结果表明了控制策略的有效性.     

不确定动态混沌系统的最优控制

对于混沌系统的控制问题,考虑到控制系统能量限制的要求,首先确立一个二次目标函数,然后给出了求解最优控制律的一个简单方法,该方法通过求解线性二次最优控制问题,获得了混沌系统的最优控制律,避免了求解非线性Hamilton-Jacobi-Bellman偏微分方程(HJB方程)的困难.利用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性.对统一混沌系统和Liu混沌系统的仿真结果表明了控制策略的有效性.     

基于最小二乘支持向量机的混沌控制

利用支持向量机良好的非线性函数逼近和泛化能力，提出基于最小二乘支持向量机非线性补偿的混沌控制新方法.应用最小二乘支持向量机离线辨识混沌系统的非线性部分，并用辨识模型补偿系统的非线性，同时应用线性状态反馈控制混沌系统.对三种典型连续混沌系统的仿真研究表明，提出的控制方法可以有效的控制混沌系统到达设定的目标状态，并且由线性状态反馈控制器构成的闭环系统稳定. 关键词： 混沌控制 支持向量机 最小二乘支持向量机 状态反馈 稳定性     

基于高斯伪谱方法的混沌系统最优控制

针对混沌系统最优控制问题,提出一种基于高斯伪谱方法的数值求解新算法. 首先在勒让德-高斯点上构造Lagrange插值多项式并近似表示混沌系统最优控制中的状态变量和控制变量;接着将连续空间的最优控制问题转化为非线性规划问题;然后通过序列二次规划（SQP）算法获得最优解;最后对三个典型混沌系统的仿真实验结果表明,新方法能有效和快速地实现混沌系统的最优控制. 关键词： 混沌系统 最优控制 高斯伪谱法 非线性规划     

非线性耦合时空混沌系统的反同步研究

利用非线性耦合方法研究了离散型时空混沌系统的反同步问题.对时空混沌系统的线性项和非线性项进行适当的分离，利用系统本身的非线性项作为耦合函数，实现了两个二维耦合映象格子的反同步.进一步将这种非线性耦合方法推广应用到由二维耦合映象格子构成复杂网络的反同步研究中，仿真模拟发现仍具有理想的反同步效果. 关键词： 反同步 非线性耦合 耦合映象格子 复杂网络     

基于线性矩阵不等式的一类新羽翼倍增混沌分析与控制

在对已有的混沌系统分析和研究的基础上,将一个二次混沌系统第三个方程关于x的线性项引入到第二个方程中,通过对该系统第二个等式中的线性项x作绝对值运算,提出了一类新的二次非线性系统.采用非线性动力学方法分析了系统参数变化时所经历的稳定、准周期、混沌的过渡过程,模拟电路实验结果与Matlab数值仿真结果相一致.分析发现混沌态时绝对值运算后的系统比原系统的Lyapunov指数更大,并可将原系统的混沌吸引子由两个翼的拓扑结构变为四翼的拓扑结构,从而实现羽翼倍增.针对该混沌特性更强的羽翼倍增混沌系统,基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型和线性矩阵不等式(LMI),设计出使该羽翼倍增混沌系统渐近稳定的鲁棒模糊控制器.仿真结果证实了所提出定理和设计控制器的有效性.     

基于区间系统理论的分数阶混沌系统同步

通过设计一个非线性反馈控制器,实现了分数阶混沌系统的同步.与其他的分数阶混沌系统同步方法相比,提出的控制器设计方法保留了部分误差系统中的非线性项,而没有完全抵消同步误差系统的非线性项,有效改善了误差系统的控制性能.同时,应用区间分数阶线性时不变系统稳定性原理和线性矩阵不等式技术,得到了一个新的分数阶混沌系统同步的充分条件,进而获得的控制器保证了混沌系统同步.仿真结果验证了提出方法的有效性. 关键词： 区间分数阶时不变系统 分数阶混沌系统 混沌同步     

输入受限的混沌系统同步控制

在混沌系统的同步控制中, 由于混沌系统对初始状态的敏感性, 一旦两个混沌系统的状态初值偏差大, 其状态同步往往需要高幅值的控制律来达到, 这给同步控制实现带来了困难, 并且在同步控制中, 两个混沌系统的初始值通常是未知的. 本文考虑控制输入受限情况下的混沌同步控制问题, 基于符号函数的近似表示式, 将受限的控制输入建模为连续可微的光滑函数, 在每一个采样点将同步控制误差系统近似为局部最优线性模型并设计连续型线性二次型调节器(LQR)最优控制律. 为降低混沌同步控制律的幅值和维持同步系统采样时刻之间的动态, 设计了等价的离散最优控制律, 并通过调整LQR性能加权矩阵值, 确保同步控制信号不会超出其受限的上界. 最后对统一混沌模型下的三种不同混沌系统同步控制进行了仿真研究. 仿真结果验证了方法的有效性. 关键词： 统一混沌模型 符号函数 输入受限 同步控制     

基于反馈和多最小二乘支持向量机的分数阶混沌系统控制

根据分数阶线性系统的稳定理论,将混沌系统分成稳定的线性部分和相应的非线性部分.设计主动控制器,对非线性部分进行补偿,从而将分数阶混沌系统控制到平衡点.为了提高主动控制器的补偿能力,提出基于反馈的多最小二乘支持向量机(M-LS-SVM)拟合模型.通过减聚类方法将输入空间划分为一些小的局部空间,在每个局部空间中用LS-SVM建立子模型.为解决子模型相互之间的严重相关问题,提高模型的精度和鲁棒性,各个子模型的预测输出通过主元递归(PCR)方法连接.仿真实验表明该方法有助于提高补偿精度和系统响应指标. 关键词： 分数阶 混沌系统 多最小二乘支持向量机 反馈     

基于Weiner模型超混沌lü系统的自适应辨识

为了能实时而有效地辨识参数不确定的超混沌lü系统,以便于对该系统进行控制或跟踪,本文提出了一种基于Wiener模型自适应分段线性(PWL)滤波器的超混沌系统辨识方法.Wiener模型的线性部分采用了线性横向滤波器,非线性部分用分段线性滤波器近似表示.根据最小均方误差准则导出了滤波器参数更新算法,并进一步推导出算法的收敛性条件.计算机仿真证实了该自适应滤波器辨识超混沌系统的有效性.该方法不仅克服了自适应线性滤波器难以辨识出这类强非线性系统,而且比其他非线性自适应滤波器的计算复杂性低得多.     

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     

Dynamic analysis and synchronization control of an unusual chaotic system with exponential term and coexisting attractors

This paper reports a new four-dimensional chaotic system consisting of an exponential nonlinear term, two quadratic nonlinear terms and five linear terms. The system has only one equilibrium and performs stability, periodicity and chaos with the variation of the parameters. It losses its stability with the occurrence of Hopf bifurcation and goes into chaos via period-doubling bifurcation. One more interesting feature of the system is that it can generate multiple coexisting attractors for different initial conditions, such as two strange attractors with one limit cycle, one strange attractor with two limit cycles, etc. The dynamic properties of the system are presented by numerical simulation includes bifurcation diagrams, Lyapunov exponent spectrum and phase portraits. An electronic circuit is constructed to implement the chaotic attractor of the system. Based on the linear quadratic regulator (LQR) method, the synchronization control of the system is investigated.     

Policy iteration optimal tracking control for chaotic systems by using an adaptive dynamic programming approach

A policy iteration algorithm of adaptive dynamic programming(ADP) is developed to solve the optimal tracking control for a class of discrete-time chaotic systems. By system transformations, the optimal tracking problem is transformed into an optimal regulation one. The policy iteration algorithm for discrete-time chaotic systems is first described. Then,the convergence and admissibility properties of the developed policy iteration algorithm are presented, which show that the transformed chaotic system can be stabilized under an arbitrary iterative control law and the iterative performance index function simultaneously converges to the optimum. By implementing the policy iteration algorithm via neural networks,the developed optimal tracking control scheme for chaotic systems is verified by a simulation.     

Robust synchronization of a class of uncertain chaotic systems based on quadratic optimal theory and adaptive strategy

This paper presents a chaos synchronization method for a class of uncertain chaotic systems using the combination of an optimal control theory and an adaptive strategy. A quadratic optimal regulator and an adaptive control are used to represent the controller's structure. The asymptotic stability of the corresponding error dynamical system is guaranteed through Lyapunov stability analysis. The proposed controller is employed in two uncertain chaotic Lu systems, and their promising performances are illustrated.     

Geometric and dynamic perspectives on phase-coherent and noncoherent chaos

Statistically distinguishing between phase-coherent and noncoherent chaotic dynamics from time series is a contemporary problem in nonlinear sciences. In this work, we propose different measures based on recurrence properties of recorded trajectories, which characterize the underlying systems from both geometric and dynamic viewpoints. The potentials of the individual measures for discriminating phase-coherent and noncoherent chaotic oscillations are discussed. A detailed numerical analysis is performed for the chaotic Ro?ssler system, which displays both types of chaos as one control parameter is varied, and the Mackey-Glass system as an example of a time-delay system with noncoherent chaos. Our results demonstrate that especially geometric measures from recurrence network analysis are well suited for tracing transitions between spiral- and screw-type chaos, a common route from phase-coherent to noncoherent chaos also found in other nonlinear oscillators. A detailed explanation of the observed behavior in terms of attractor geometry is given.