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.     

受扰统一混沌系统的主动自适应模糊积分滑模控制

针对受扰统一混沌系统,提出一种主动白适应模糊积分滑模控制方法．在保持原非线性积分滑模控制暂态性能的同时,设计了一种改进非线性积分滑模控制方法,保证了系统的稳定性．所提出控制方法减小了统一混沌系统的不可控状态和自适应模糊补偿项的逼近精度对系统状态误差的影响．基于Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性．数值仿真结果表明,在存在参数摄动和外部扰动时,能将统一混沌系统控制到目标点上．数值仿真验证了所提出控制方法的有效性．     

基于遗传算法的统一混沌系统比例-积分-微分控制

提出了一种并行遗传算法用于比例-积分-微分(PID)控制器结构和参数的同时优化,遗传算法采用浮点数和二进制混合矩阵编码.优化后的PID控制器用于统一混沌系统的控制,仿真研 究结果表明：1) 用一个比例-积分(PI)调节器可将统一混沌系统控制到零不动点； 2) 用 三个PI调节器可将统一混沌系统控制到非零不动点；3) 所提出的并行遗传算法具有很强的 全局优化能力,较好地克服了简单遗传算法的过早收敛问题；4) 整个控制系统具有很好的调 节品质和很强的鲁棒性,对PID调节器用于控制混沌系统具有重要的参考价值. 关键词： 混沌 统一混沌系统 遗传算法 比例-积分-微分控制     

用滑模控制方法实现具有扇区非线性输入的主从混沌系统同步

分析了一个具有扇区非线性输入且含有参数不确定性以及外部噪声干扰的主从混沌系统的同 步控制问题.设计了一类同步滑模变结构控制器，并从理论上证明了该控制器的有效性.研究 表明该控制器不受受控系统的参数变化和噪声干扰的影响，具有很强的鲁棒性.最后通过对 主从Duffing_Holmes系统的仿真研究，验证了该控制器的有效性. 关键词： 混沌同步 滑模变结构控制 扇区非线性输入 不确定性     

电力系统混沌振荡的等效快速终端模糊滑模控制

电力系统混沌振荡被认为是大型互联电力系统停电事故的主要原因, 本文通过相图、 李雅普诺夫指数图和时域波形图分析了二阶电力系统混沌振荡的动力学行为, 并提出了等效快速终端模糊滑模控制来抑制电力系统混沌振荡, 使其恢复到同步运行状态. 仿真结果表明, 所提出的控制方案不仅具有较快的收敛速度, 而且能够柔化控制信号, 减少控制能量, 并且能有效地降低抖振. 关键词： 电力系统混沌振荡 等效滑模控制 模糊滑模控制 快速终端滑模控制     

一类受扰混沌系统的自适应滑模控制

针对受扰混沌系统,在参数未知的情形下利用自适应滑模控制法实现了驱动系统和响应系统的鲁棒同步. 该方法几乎适用于所有的混沌系统,且无需知道系统外部干扰的上界,它由自适应控制律实现. 以双涡卷系统、Lorenz系统、Rssler超混沌系统为例,说明该方法的有效性和正确性. 关键词： 混沌同步 滑模面 到达条件 自适应滑模控制     

基于遗传算法的混沌系统二自由度比例-积分-微分控制研究

二自由度比例-积分-微分(PID)控制算法简单、实用，但将其应用于复杂非线性系统控制时参数整定困难.运用改进的遗传算法进行二自由度PID控制器参数优化，参数优化的收敛速度快、准确，将其应用于Chen氏混沌系统和同步电动机混沌系统的控制中，仿真研究收到良好的控制效果. 关键词： 混沌系统 遗传算法 比例-积分-微分控制     

基于粒子群优化的混沌系统比例-积分-微分控制

基于比例-积分-微分(PID)控制算法的简单性和实用性,但对于复杂非线性系统控制时参数的难以确定问题,运用集群智能中的改进粒子群算法进行PID控制器的优化,并应用于若干混沌系统的控制.对Hénon混沌、Duffing混沌、六辊UC 轧机混沌、Nagumo-sato神经元混沌、Chen氏混沌以及永磁同步电动机混沌的控制进行了仿真研究.研究结果表明： 用PID进行混沌系统的输出反馈控制是有效的,从而拓宽了PID控制的应用范围; 用简单方法控制复杂混沌系统是完全可能的,对混沌系统的控制具有较好的参考价值; 粒子 关键词： 混沌 比例-积分-微分控制 粒子群优化算法     

强流束晕-混沌的外部磁场滑模变结构控制

 研究了周期性聚焦磁场通道中,束晕-混沌的外部磁场滑模变结构控制方法。通过选择适当的滑模函数,根据李雅普洛夫稳定性条件,推导出外部磁场的滑模变结构控制器。模拟结果表明,在控制条件下,混沌变化的束包络半径能被控制到匹配半径。将该方法应用在多粒子模型中,实施每隔一个磁场周期就调节一次磁场幅度的控制策略,可实现对初始分布为K-V分布离子束的束晕-混沌的有效控制,束平均发射度降低了80%左右,束晕强度因子变为0,束流质量得到了很好的改善,消除了束晕及其再生现象。由于外部磁场是可测和可调的物理量,控制器简单且利于实现,研究结果可为强流离子加速器中周期性聚焦磁场的设计与试验提供参考。     

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     

Spatiotemporal chaos synchronization of an uncertain network based on sliding mode control

The sliding mode control method is used to study spatiotemporal chaos synchronization of an uncertain network.The method is extended from synchronization between two chaotic systems to the synchronization of complex network composed of N spatiotemporal chaotic systems.The sliding surface of the network and the control input are designed.Furthermore,the effectiveness of the method is analysed based on the stability theory.The Burgers equation with spatiotemporal chaos behavior is taken as an example to simulate the experiment.It is found that the synchronization performance of the network is very stable.     

Controlling chaos based on a novel intelligent integral terminal sliding mode control in a rod-type plasma torch

An integral terminal sliding mode controller is proposed in order to control chaos in a rod-type plasma torch system.In this method, a new sliding surface is defined based on a combination of the conventional sliding surface in terminal sliding mode control and a nonlinear function of the integral of the system states. It is assumed that the dynamics of a chaotic system are unknown and also the system is exposed to disturbance and unstructured uncertainty. To achieve a chattering-free and high-speed response for such an unknown system, an adaptive neuro-fuzzy inference system is utilized in the next step to approximate the unknown part of the nonlinear dynamics. Then, the proposed integral terminal sliding mode controller stabilizes the approximated system based on Lyapunov's stability theory. In addition, a Bee algorithm is used to select the coefficients of integral terminal sliding mode controller to improve the performance of the proposed method. Simulation results demonstrate the improvement in the response speed, chattering rejection, transient response,and robustness against uncertainties.     

双馈风力发电机混沌运动分析及滑模控制混沌同步

以双馈风力发电机组(DFIG)为研究对象,推导了其dq轴数学模型. 根据某2MW主流双馈电机实际参数,论证了在某些参数及工作条件下会出现混沌运动. 基于主动控制思想,设计了一种主动滑模控制器,使得从任意初始条件出发均能保证系统稳定. 基于Lyapunov稳定性理论分析了系统稳定性. 以双馈电机模型为例进行数值仿真验证,较快的实现了混沌系统同步. 仿真结果表明该控制方法具有良好的鲁棒性和稳定性. 关键词： 风力发电 双馈风力发电机组(DFIG) 混沌控制和滑模控制 同步     

Quad-rotor unmanned helicopter control via novel robust terminal sliding mode controller and under-actuated system sliding mode controller

This paper uses the recently developed novel robust terminal sliding mode control (NRTSMC) and under-actuated system sliding mode control (USSMC) approaches to solve the strong coupling and under-actuated problems of a small quad-rotor unmanned helicopter (QRUH). The two controllers have been widely adopted to act as a single control algorithm in many fields, respectively. However, this paper just displays the useful composite application of the two controllers. The QRUH model can be divided into two subsystems, including a fully actuated subsystem (FAS) and an under-actuated subsystem (UAS). For the FAS, the NRTSMC is used to solve the strong coupling problem, it can guarantee the FAS states converge to the desired equilibrium in a very short time, then the states are treated as time invariants and the UAS gets simplified. For the UAS, the USSMC is utilized to solve the under-actuated problem. The obtained simulation results show the applicability of the composite control when faced with external disturbances.     

基于滑模控制法实现规则网络的混沌同步

利用滑模控制法研究了规则网络的混沌同步问题. 将针对一个混沌系统进行控制或驱使一个混沌系统同步于另一个 混沌态的滑模控制法推广到由多个混沌系统构成的复杂网络的同步研究中. 设计了网络滑膜面以及控制输入, 并依据稳定性理论分析了它们的有效性. 选取Duffing系统和Coullet系统作为网络节点构成的规则网络为例进行了仿真模拟.     

RCLSJ约瑟夫森结混沌系统的鲁棒自适应滑模控制

讨论了具有不确定参数和外界扰动的非线性电阻-电容-电流分路结模型(RCLSJ)混沌系统的广义控制问题。基于Lyapunov稳定性理论和滑模变结构控制方法,设计了鲁棒自适应滑模控制器,使得RCLSJ混沌系统能以任意比例因子追踪期望的参考信号。该方法不需要预先知道不确定参数和外界扰动的上下界,在控制器中引入一类简单的自适应律,用以在线估计参数和界值。该控制方法对参数不匹配和外界扰动具有较强的鲁棒性。数值仿真表明了该方法的有效性。     

基于径向基函数神经网络的Lorenz混沌系统滑模控制

针对受参数不确定和外扰影响的混沌Lorenz系统，提出一种基于径向基函数（RBF）神经网 络的滑模控制方法.基于被控系统在不稳定平衡点处状态误差的可控规范形，设计滑模切换 面并将其作为神经网络的唯一输入.单入单出形式的RBF控制器隐层只需7个径向基函数，网 络的权值则依滑模趋近条件在线确定.仿真表明该控制器对系统参数突变和外部干扰具有鲁棒性，同时抑制了抖振. 关键词： 混沌控制 滑模 径向基函数神经网络 Lorenz系统     

No-chattering sliding mode control in a class of fractional-order chaotic systems

A no-chattering sliding mode control strategy for a class of fractional-order chaotic systems is proposed in this paper. First, the sliding mode control law is derived to stabilize the states of the commensurate fractional-order chaotic system and the non-commensurate fractional-order chaotic system, respectively. The designed control scheme guarantees the asymptotical stability of an uncertain fractional-order chaotic system. Simulation results are given for several fractional-order chaotic examples to illustrate the effectiveness of the proposed scheme.     

Chaos synchronization of a chain network based on a sliding mode control

A sliding mode control approach is proposed to implement the synchronization of the chain tree network. The doublescroll circuit chaos systems are treated as nodes and the network is constructed with the state variable coupling. By selecting a switching sliding surface, the chaos synchronization of the network is achieved with one control input only. The stability analysis and the numerical simulations demonstrate that the complete synchronization in a chain network can be realized for all nodes.     

Finite-time sliding mode synchronization of chaotic systems

A new finite-time sliding mode control approach is presented for synchronizing two different topological structure chaotic systems. With the help of the Lyapunov method, the convergence property of the proposed control strategy is discussed in a rigorous manner. Furthermore, it is mathematically proved that our control strategy has a faster convergence speed than the conventional finite-time sliding mode control scheme. In addition, the proposed control strategy can ensure the finite-time synchronization between the master and the slave chaotic systems under internal uncertainties and external disturbances. Simulation results are provided to show the speediness and robustness of the proposed scheme. It is worth noticing that the proposed control scheme is applicable for secure communications.