基于不确定性变时滞分数阶超混沌系统的滑模自适应鲁棒的同步控制

针对一类含有不确定参数的时变时滞系统的同步控制问题,提出了一种滑模自适应鲁棒控制方法.基于Lyapunov稳定性理论和滑模自适应控制方法,设计出滑模自适应鲁棒控制器和参数自适应率.所设计的单一控制器适用于一类分数阶超混沌系统的同步性控制问题,它不仅具有较强的抗噪声能力而且对于时变时滞系统也具有良好的控制能力,因此该控制器具有较好的实用价值.此外,通过在系统的输入量中引入一个补偿量,用以消除系统中所存在的不确定性和外界扰动的影响,从而实现不确定性分数阶超混沌系统的同步,并且将系统的同步误差控制在任意小范围内.最后,对带有外界噪声扰动、系统参数不确定的时变时滞Chen分数阶超混沌系统进行了数值仿真,经过短暂的时间,响应系统与驱动系统同步,进而验证了所提出的控制方法的有效性.     

随机扰动下时滞复杂动力网络的一致性

研究了随机扰动下一般时滞复杂动力网络的一致性问题,此复杂动力网络不仅具有随机扰动而且时变时滞同时出现在耦合项和节点系统中,所以这样的网络更具有一般性.基于随机Lyapunov稳定性理论、线性反馈控制理论和线性矩阵不等式,从理论上提出了此网络各个节点与孤立系统达到时滞无关和时滞相关一致性的充分条件.最后的数值模拟验证了理论结果的正确性和有效性.     

基于Min-Max方法的混沌系统采样同步控制研究

针对含有扰动的混沌系统, 设计采样同步控制器, 利用输入时滞法将含有采样同步控制器的混杂系统转换为具有输入时滞的连续系统. 并考虑对系统影响最坏的干扰程度, 在该种情况下, 基于线性矩阵不等式(LMI)技术和min-max鲁棒控制方法, 给出了使误差系统稳定的充分条件, 确保混沌系统在所容许的扰动下均能实现完全同步. 仿真结果说明所设计的采样同步控制方案具有很强的鲁棒性, 适合应用于保密通信系统中. 关键词： 混沌同步 采样控制 min-max方法 输入时滞     

一类时变时滞混沌系统的参数辨识方法

时变的未知时滞参数普遍存在于混沌系统中,它使得混沌系统同步控制变得非常困难. 针对时滞混沌系统中参数时变且未知的问题, 提出了一种新颖的辨识方法. 该方法首先将未知时变参数用分段常数函数来近似, 把求解非线性函数的问题转化为参数向量选择问题, 其中分段常数函数的高度向量成为待求解参数向量; 然后推导了目标函数对分段常数高度向量的梯度信息, 结合序列二次规划法求解得最优分段函数; 随着分段数的增加, 最优分段函数将逼近原非线性时变函数. 数值实例结果验证了该方法的有效性.     

基于波变量补偿的阻抗匹配时延双边遥操作

通信时延是遥操作系统中固有的问题,它会严重影响遥操作的性能,降低系统的稳定性和跟踪性。基于无源理论的波变量法可以保证遥操作系统在任意时延下稳定,是解决时延问题的一个重要方法。然而,波变量法带来的波反射会阻扰有用信号的传输,降低了主从端信号的跟踪性,严重时甚至会导致整个系统振荡。针对这一问题,提出了一种基于波变量补偿的阻抗匹配双边遥操作系统结构,旨在减少波反射,提高操作者的临场感和系统的跟踪性。通过仿真实验,结果表明所提方法能够保证固定时延条件下遥操作系统的稳定性,并具有较好的跟踪性。     

基于LMI的参数未知时变时滞混沌系统模糊自适应H_∞同步

考虑一类结构相同但驱动系统参数未知的两个时变时滞混沌系统同步问题,提出了基于T-S模糊模型的模糊自适应H∞同步方法.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,给出了驱动系统参数未知时变时滞混沌系统同步的充分条件.仿真结果表明了所提方法的有效性.     

水声通信实验信道仿真研究

水声信道的时变多途特性对其中通信信号传输构成严重影响，为了分析评估现实实验信道条件下水声通信系统的性能，给出了一种基于实验测量的水声信道仿真方法。此方法通过发射线性调频脉冲以检测信道多径结构，同时分别采用自回归模型与多普勒时间压扩来仿真信道中各路径的时变幅度与时变延迟。通过一个具体的直接序列扩频水声通信系统，表明在仿真与实验信道条件下系统性能具有较好的一致性。     

时滞干扰环状网络的修正函数投影同步及仿真

为了提高环状网络保密通信的安全性，分析时滞干扰对环状网络同步的影响。首先根据环状网络的拓扑结构，构造时变时滞干扰环状网络的数学模型，然后基于Lyapunov稳定性方法，设计自适应控制器控制环状网络，实现无时滞、常时滞和时变时滞干扰环状网络的修正函数投影同步，说明该自适应控制器具有普适性。通过数值仿真验证了理论分析的正确性，同时发现时滞干扰会降低环状网络的同步能力，时滞值越大，同步能力越差，实现同步所需的时间越长。     

一类相对转动时滞非线性动力系统的稳定性分析

建立了具有时变刚度、非线性阻尼和谐波激励的一类相对转动时滞非线性动力系统的动力学方程.采用多尺度法推导出时滞动力系统的分岔响应方程,运用奇异性理论研究系统结构稳定性,得到主共振稳态响应方程的转迁集以及不同参数下分岔曲线的拓扑结构.应用Hopf分岔理论讨论了时滞动力系统动态稳定性,给出了系统产生极限环的条件,最后用数值模拟的方法研究了时滞参数对系统极限环幅值的影响。     

变时延遥操作交会的Smith模糊控制

针对地面遥操作空间航天器进行交会的情况,研究了变时延条件下遥操作交会逼近段的轨道控制问题.利用根轨迹法分析了时延对遥操作交会控制的影响;通过设计时延缓冲器,将变时延系统转化成了定常时延系统;基于相对轨道动力学方程建立了被控对象的预测模型,利用Smith预测原理设计了定常时延下的多变量Smith预测器,使得控制器与执行器的输入不受时延的影响;同时采用模糊控制方法,以消除模型不确定性等因素的影响;最后,利用半实物仿真系统开展仿真试验,对本文所述方法进行了验证.仿真结果表明,通过采用带时延缓冲器的Smith模糊控制的方法,能有效降低地面遥操作交会过程中变时延以及模型不确定性的影响,提高交会成功率和精度.     

时变时滞耦合两个不同复杂网络的自适应广义同步

针对具有时变时滞耦合的两个不同复杂网络, 研究其广义同步问题. 基于Barbalat引理, 设计非线性自适应控制器使得两个网络获得广义同步. 进一步研究了具有未知拓扑结构的两个网络的广义同步问题. 数值仿真表明了本文方法的有效性.     

混沌同步的充分条件及应用

对两大类常用连续混沌系统，给出了同步的充分条件，以及状态变量的演化范围，对其作了证明，从理论上分析了这些充分条件一定可实现. 作为应用，证明了时变参数混沌同步的实现充分条件，并用Chua系统仿真实现. 时变参数混沌同步通信具有强抗破译性，也给出其抗破译的仿真. 关键词： 条件Lyapunov指数(CLE) Chua电路 参数同步     

时滞反馈控制扭转振动系统的振动

研究了采用时滞反馈来控制扭转振动系统的振动问题.在一个带有非线性动力吸振器的扭转振动系统中,采用时滞反馈来控制主系统的振动.研究了反馈增益系数和时滞对主系统振动的影响.研究结果表明,对某一固定的反馈增益系数,存在时滞的某段调节区间,可以通过调节时滞来抑制主系统的振动.在时滞的调节区间内存在一个最佳点,主系统的振动被抑制到最小值.可以同时调节反馈增益系数和时滞两参数,当反馈增益系数和时滞都调节到最佳值时,主系统振动的振幅由0.24减小到0.03,取得了很好的减振效果. 关键词： 时滞反馈 扭转振动 减振     

有界噪声激励下带有时滞反馈的随机Mathieu-Duffing系统的响应

研究了参数激励下带有时滞反馈的随机Mathieu-Duffing方程的主参数共振响应问题.运用多尺度方法分离了系统的快慢变量.分析了系统的分岔性质,发现调谐参数、时滞、时滞项的系数以及非线性项的强度等都可以影响系统的分岔行为,适当选择这些参数可以改变系统的分岔响应.同时,还讨论了非零解的稳定性,得到了非零解稳定的充要条件,而且发现在随机激励的带宽较小时,系统的多解现象仍然存在,分岔和跳跃现象仍会发生,数值模拟验证了理论推导的有效性. 关键词： 随机Mathieu-Duffing系统 多尺度 稳定性 分岔     

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     

含时变切换的广义时滞反馈控制镇定多旋转周期轨线

基于时变切换策略,给出了原广义时滞反馈控制的一种改进方案,即含时变切换的广义时滞反馈控制.含时变切换的广义时滞反馈控制只在特定时段上对受控系统施加控制,而在其他时段上不施加控制,这不同于原广义时滞反馈控制具有的恒定控制.通过实例分析,研究了含时变切换的广义时滞反馈控制在镇定不稳定多旋转周期轨线中的具体性能.通过计算受控周期轨线的最大Floquet乘数,得到了受控多旋转周期轨线的稳定区域随切换频率变化的关系图.结果表明,随着切换频率的增大,受控多旋转周期轨线的稳定区域呈现非平滑变化.特别地,当选择适当的切换频率时,含时变切换的广义时滞反馈控制的稳定区域显著大于原广义时滞反馈控制的稳定区域.     

基于GA参数整定的时变时滞系统灰色预测控制

针对一类数学模型未知且存在时变时滞的复杂系统,提出一种基于遗传算法参数整定的灰色预测控制方法。该方法采用BP神经网络对系统的时变时滞进行辨识,利用灰色预测算法对系统的输出进行预测,进而使用基于遗传算法整定PID控制器对系统进行输出反馈控制。该方法将灰色预测算法与遗传算法相结合,有效提高了控制器的自适应性。通过仿真实例,结果表明该方法能够对具有大时滞、大惯性、模型不确定等特点的复杂系统进行有效地控制。该方法是可行的、有效的。     

具有双重时滞的时变耦合复杂网络的牵制外同步研究

针对同时具有节点时滞和耦合时滞的时变耦合复杂网络的外同步问题, 提出一种简单有效的自适应牵制控制方法. 首先构建一种贴近实际的驱动-响应复杂网络模型, 在模型中引入双重时滞和时变不对称外部耦合矩阵. 进一步设计易于实现的自适应牵制控制器, 对网络中的一部分关键节点进行控制. 构造适当的Lyapunov泛函, 利用 LaSalle不变集原理和线性矩阵不等式, 给出两个复杂网络实现外同步的充分条件. 最后, 仿真结果表明所提同步方法的有效性, 同时揭示耦合时滞对同步收敛速度的影响.     

一种分数阶非线性系统稳定性判定定理的问题及分析

分数阶非线性系统稳定性理论的研究对于分数阶混沌系统同步控制的应用具有重要价值,将分数阶非线性系统稳定性判断转化为相应整数阶非线性系统稳定性判断的探讨很有意义.通过实例表明了:对于时变系数矩阵,如果整数阶系统稳定,其对应的阶次小于1的分数阶系统也稳定的判定定理是错误的,并分析了问题产生的原因.     

时变不确定时滞连续系统的鲁棒H∞保成本控制

针对一类同时具有状态时滞和输入时滞的时变不确定连续系统,研究了H∞保成本状态反馈控制器的设计,假定其中的时变不确定性项是范数有界的,但不需要满足匹配条件.通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了系统可H∞鲁棒镇定同时满足保性能指标的一个充分条件,仅通过求解一个相应的线性矩阵不等式,就可得到鲁棒H∞保性能控制器使得闭环系统的一个保成本函数对所有允许的不确定参数有上界,并经过迭代,通过求解凸优化问题得到最优鲁棒H∞保性能控制器.最后用示例说明了该方法的有效性.