分数阶Chua's系统错位同步无感模块化电路实现及应用

基于分数阶混沌系统稳定性理论, 设计高效的非线性控制器, 实现初始值不同的两个分数阶Chua's系统错位投影同步. 根据分数阶复频域近似方法, 提出分数阶系统的等效电路, 实现分数阶Chua's系统错位投影同步的无感模块化电路. 最后,利用改进的混沌掩盖通信原理, 将以上同步方案应用于混沌保密通信中, 在发送端使用分数阶混沌序列对有用信号加密传送, 从接收端可以无失真地恢复出有用信号. 数值仿真与电路仿真证实了提出方案的可行性. 关键词： 分数阶Chua's系统 错位投影同步 无感模块化电路 保密通信     

基于滑模控制实现分数阶混沌系统的投影同步

针对分数阶混沌系统的投影同步问题,提出了一种基于主动滑模原理的控制器.基于分数阶线性系统的稳定性理论,分析了该方法的稳定性.分别以同结构分数阶Liu-Liu系统的投影同步和异结构分数阶Chen-Liu系统的投影同步为例进行了数值仿真,仿真结果验证了主动滑模控制方法在分数阶混沌系统投影同步中的有效性. 关键词： 分数阶混沌系统 滑模控制 投影同步     

基于分数阶滑模面控制的分数阶超混沌系统的投影同步

本文通过设计一个新型的含分数阶滑模面的滑模控制器,应用主动控制原理和滑模控制原理,实现了一个新分数阶超混沌系统和分数阶超混沌Chen系统的投影同步.应用Lyapunov理论,分数阶系统稳定理论和分数阶非线性系统性质定理对该控制器的存在性和稳定性分别进行了分析,并得到了异结构分数阶超混沌系统达到投影同步的稳定性判据.数值仿真采用分数阶超混沌Chen 系统和一个新分数阶超混沌系统的投影同步,仿真结果验证了方法的有效性. 关键词： 分数阶滑模面滑模控制器 稳定性分析 分数阶超混沌系统 投影同步     

基于非线性观测器的一类分数阶混沌系统完全状态投影同步

基于分数阶系统稳定性理论,提出了用状态观测器来实现分数阶混沌系统完全状态投影同步的思想. 设计的状态观测器能够实现一类非线性分数阶系统的完全状态投影同步而不要求分数阶混沌系统是部分线性的,推广了投影同步的应用范围,且无需计算系统的条件Lyapunov指数. 另外,该方法理论严格,设计简单,能够达到任意比例因子的完全状态同步. 最后,利用该方法实现了分数阶Rssler系统的完全状态投影同步,数值仿真结果证实了它的有效性. 关键词： 分数阶 混沌系统 状态观测器 投影同步     

利用单驱动变量实现一类分数阶混沌系统的修正投影同步

通过设计一个合适的响应系统,提出了一种修正投影同步方案,该方法通过传递一个驱动变量实现了一类分数阶混沌系统的修正投影同步,由于只需在驱动系统和响应系统之间传递一个驱动变量,具有较高的实用价值,最后以分数阶统一混沌系统为例进行了数值仿真,理论和数值仿真表明了该方法的有效性.     

一种异结构分数阶混沌系统投影同步的新方法

基于Lyapunov稳定性理论和分数阶系统稳定理论以 及分数阶非线性系统性质,提出了一种用来判定分数阶混沌系统是 否稳定的新的判定定理,并把该理论运用于对分数阶混沌系统的控制与 同步,同时给出了数学证明过程,严格保证了该方法的正确性与一般适用性. 运用所提出的稳定性定理,实现了异结构分数阶混沌系统的投影同步. 对分数阶Lorenz混沌系统与分数阶Liu混沌系统实现了投影同步; 针对四维超混沌分数阶系统,也实现了异结构投影同步. 该稳定性定理避 免了求解分数阶平衡点以及Lyapunov指数的问题,从而可以方便地选 择出控制律,并且所得的控制器结构简单、适用范围广. 数值仿真的结果取得了预期的效果,进一步验证了这一稳定性定理的 正确性及普遍适用性.     

部分线性的分数阶混沌系统修正函数投影同步

针对一类部分线性的分数阶混沌系统修正函数投影同步问题, 可通过单变量耦合构造出这类系统的响应系统, 从而提出修正函数投影同步的设计方法. 根据Routh-Hurwitz条件, 给出耦合部分线性系统实现修正函数投影同步的方法, 并设计了控制器. 该方法中控制器和误差动态方程的选择都是确定的, 理论分析和数值仿真都说明了该方法在部分线性的分数阶混沌系统中应用具有可行性和有效性. 关键词： 分数阶混沌系统 部分线性 修正函数投影同步     

分数阶Liu系统与分数阶统一系统中的混沌现象及二者的异结构同步

对近几年提出的Liu混沌系统和统一混沌系统，研究了其分数阶系统的混沌动力学行为，发现低于三阶的两系统均存在混沌吸引子，且存在混沌的最低阶数仅为0.3，并计算了存在混沌时系统的最大Lyapunov指数，证明了混沌的存在性；利用Active控制技术实现了分数阶Liu系统与分数阶Lorenz系统及分数阶Lü系统的异结构同步.理论分析及数值实验都证明了该同步方案的有效性. 关键词： 分数阶Liu系统 分数阶统一系统 混沌 异结构同步     

两个耦合的分数阶Chen系统的混沌投影同步控制

研究了两个耦合的分数阶Chen系统的混沌投影同步控制问题.通过建立近似的整数阶模型，使用状态误差反馈控制策略控制投影同步比例因子达到理想值.理论上证明了该控制方法的可行性，数值仿真进一步验证了该方法的有效性. 关键词： 分数阶 混沌系统 投影同步 Chen系统     

参数不确定的分数阶混沌系统广义错位延时投影同步

为进一步增强通信系统中保密通信的安全性,结合广义错位投影同步和延时投影同步,提出了广义错位延时投影同步.以分数阶Chen系统和Lü系统为例,针对两系统参数都不确定,基于分数阶稳定性理论与自适应控制方法,设计了非线性控制器和参数自适应律,实现了广义错位延时同步,并辨识出驱动系统和响应系统中所有不确定参数.理论分析和数值仿真验证了该方法的可行性与有效性.     

Projective synchronization of fractional order chaotic system based on linear separation

This Letter analyses the dynamical behavior of fractional order unified system, based on the stability criterion of linear systems, a new approach for constructing projective synchronization of fractional order unified system is proposed. Numerical simulations of fractional order Chen system, fractional order Lü system and fractional order Lorenz-like system are achieved via the linear separation method.     

Uniform of four fractional-order nonlinear feedback synchronizations

This paper designs four fractional order nonlinear feedback synchronizations with the simple configuration, followed with their uniform. The closed system's stability is proved based on the fractional order stability theory. Resorted to the fractional order unified chaotic system, it is illustrated that the uniform includes the active, ordinary, dislocated, speed nonlinear feedback synchronizations and their mixed formulations. Numerical simulations show the effectiveness of the proposed methods.     

The stability control of fractional order unified chaotic system with sliding mode control theory

This paper studies the stability of the fractional order unified chaotic system with sliding mode control theory. The sliding manifold is constructed by the definition of fractional order derivative and integral for the fractional order unified chaotic system. By the existing proof of sliding manifold, the sliding mode controller is designed. To improve the convergence rate, the equivalent controller includes two parts: the continuous part and switching part. With Gronwall’s inequality and the boundness of chaotic attractor, the finite stabilization of the fractional order unified chaotic system is proved, and the controlling parameters can be obtained. Simulation results are made to verify the effectiveness of this method.     

Comparison between two different sliding mode controllers for a fractional-order unified chaotic system

Two different sliding mode controllers for a fractional order unified chaotic system are presented. The controller for an integer-order unified chaotic system is substituted directly into the fractional-order counterpart system, and the fractional-order system can be made asymptotically stable by this controller. By proving the existence of a sliding manifold containing fractional integral, the controller for a fractional-order system is obtained, which can stabilize it. A comparison between these different methods shows that the performance of a sliding mode controller with a fractional integral is more robust than the other for controlling a fractional order unified chaotic system.     

分数阶系统的一种稳定性判定定理及在分数阶统一混沌系统同步中的应用

根据Lyapunov稳定定理及其逆定理和分数阶系统稳定定理,提出了如果整数阶系统稳定,其对应的阶次小于1的分数阶形式的系统也稳定的分数阶系统稳定的判定定理,并给出了详细的证明过程.并将该理论运用于分数阶混沌系统的同步,实现了未知参数分数阶统一混沌系统的自适应同步,仿真结果证实了该理论的正确性. 关键词： 分数阶系统 混沌 Lyapunov稳定定理 Lyapunov稳定逆定理     

The evolution of chaotic dynamics for fractional unified system

Based on reliable numerical approach, this Letter studies the chaotic behavior of the fractional unified system. The lowest orders for this system to have a complete chaotic attractor (the attractor covers the three equilibrium points of the classical unified system) at different parameter values are obtained. A striking finding is that with the increase of the parameter α of the fractional unified system from 0 to 1, the lowest order for this system to have a complete chaotic attractor monotonically decreases from 2.97 to 2.07. Because of the inherent attribute (memory effects) of fractional derivatives, this finding reveals that the chaotic behavior of fractional (classical) unified system becomes stronger and stronger when α increases from 0 to 1. Furthermore, this Letter introduces a novel measure to characterize the chaos intensity of fractional (classical) differential system.     

间歇同步分数阶统一混沌系统

根据分数阶微分方程的性质,研究了间歇控制分数阶系统的稳定性,提出了间歇控制分数阶系统的一般理论并给出了数学证明. 根据该理论设计控制器实现了分数阶统一混沌系统的间歇同步, 数值仿真验证了该理论的正确性. 关键词： 分数阶 统一混沌系统 间歇同步 稳定性     

The feedback control of fractional order unified chaotic system

This paper studies the stability of the fractional order unified chaotic system. On the unstable equilibrium points, the ``equivalent passivity' method is used to design the nonlinear controller. With the definition of fractional derivatives and integrals, the Lyapunov function is constructed by which it is proved that the controlled fractional order system is stable. With Laplace transform theory, the equivalent integer order state equation from the fractional order nonlinear system is obtained, and the system output can be solved. The simulation results validate the effectiveness of the theory.     

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