洛伦兹-哈肯激光混沌系统有限时间稳定主动控制方法研究

研究了洛伦兹-哈肯激光混沌系统基于主动控制方法的有限时间稳定问题. 在研究Terminal 吸引子的基础上, 考虑系统不确定性, 提出一种基于Terminal 吸引子且具有动态主动补偿特性的主动控制方法, 使受控洛伦兹-哈肯激光混沌系统近似实现有限时间稳定.同时, 为解决系统不确定性问题, 设计了一种新的观测器, 并使这种观测器能在很短时间内跟踪系统的不确定性.通过引入奇异扰动性理论, 详细地分析了闭环系统近似有限时间稳定性.仿真实验结果验证了该主动控制方法及观测器的有效性.     

不确定非线性系统混沌反控制

基于滑模变结构控制,研究了不确定非线性系统模型到达混沌反控制,保证经有限时间,使受控不确定非线性系统达到与混沌参考系统数学模型完全一致,并就到达的快速性,鲁棒性进行了讨论,最后以Lorenz混沌系统为混沌参考模型的情况进行了仿真,仿真结果表明所给方法是有效的. 关键词： 混沌系统 Lorenz系统 变结构控制 滑动流形     

基于快速全线性预测控制的混沌系统控制与同步

针对连续时间混沌(超混沌)系统的控制问题, 提出了一种基于扩张状态观测器的快速全线性广义预测控制算法. 利用线性扩张状态观测器估计和补偿混沌(超混沌)系统的非线性动力学和存在的不确定性, 将原始对象近似转化为积分器形式, 随后针对单积分器设计广义预测控制, 解决了预测控制计算量大的问题. 阶跃系数矩阵可以直接得到解析解, 而对于未来输出的预测则可以根据最近两个时刻的输出采样值直接计算得到, 避免了使用自校正算法和在线求解丢番图方程. 该线性算法可以直接应用于非线性对象的控制系统设计. 将该算法应用于典型Lorenz混沌系统的控制中, 数学仿真结果验证了有效性.     

Lorenz混沌系统的参数辨识与控制

把观测器思想用于系统中未知参数的辨识,对Lorenz混沌系统中的未知参数进行了辨识研究,提出未知参数辨识观测器的概念,数值结果表明若未知参数为常数或缓慢变化的信号本文方法都能给出很好的辨识结果.随后,把辨识和控制问题综合起来考虑,提出改进Lorenz混沌的控制方法,数值仿真表明了该方法的有效性 关键词： Lorenz混沌系统 参数辨识 非线性反馈控制     

基于反馈精确线性化的混沌系统同步控制方法

应用精确线性化方法，通过严格的状态变换和反馈方法，将非线性混沌系统线性化. 考虑到系统的部分状态变量无法测量，设计了混沌系统的状态观测器，求解出了状态观测器的反馈控制律. 将这种控制方法应用于Lorenz混沌系统的同步控制，仿真结果表明，系统三个状态变量的同步误差均能在很短的时间内收敛到零.因此，该同步控制方法在保证闭环系统稳定的前提下，具有较好的同步控制快速性和较高的控制精度. 关键词： 反馈线性化 混沌同步 状态观测器     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机混沌系统自适应滑模控制

针对部分状态不可测的永磁同步电机混沌系统, 结合自适应滑模控制和扩张状态观测器理论, 提出一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应混沌控制方法, 取消了系统所有状态完全可测的限制. 通过坐标变换, 将永磁同步电机混沌模型变为更适宜控制器设计的Brunovsky标准形式. 在系统部分状态和非线性不确定项上界均未知的情况下, 基于扩张状态观测器估计系统未知状态及不确定项, 并设计自适应滑模控制器, 保证系统状态快速稳定收敛至零点. 仿真结果表明, 该控制器能够改善滑模控制的抖振问题以及提高系统鲁棒性. 关键词： 永磁同步电机 混沌控制 扩张状态观测器 自适应滑模     

基于Lyapunov方程的分数阶新混沌系统的控制

新混沌系统是一种不同于Lorenz混沌系统、Chen混沌系统以及Liu混沌系统的新的三阶连续自治混沌系统.本文基于波特图的频域近似方法,提出了一种混合型电路单元来近似实现分数阶算子,并设计电路实现了2·7阶新混沌系统.基于Lyapunov方程的系统稳定性判定理论,设计了相应的控制器,实现了对分数阶新混沌系统的控制.     

基于观测器的混沌系统的同步研究

提出了一类混沌系统的观测器同步方法.利用混沌系统的状态观测器，给出了一类混沌系统 观测器的同步的简单有效的方法，并分析了系统的稳定性，通过对Lorenz混沌系统的分析和 数值模拟研究，验证了该方法在混沌同步中的优良性能. 关键词： 混沌系统 混沌同步 状态观测器     

Shimizu-Morioka系统与Finance系统生成Lorenz混沌的微分几何策略

从一种受控混沌系统生成另一混沌系统可增强保密通信的安全性,具备潜在应用前景.研究了如何通过状态变换以及单输入反馈,驱使受控Shimizu-Morioka系统与受控Finance系统生成Lorenz混沌动态.主要方法是运用微分几何理论,将上述三种系统等价转换为下三角形式,并尽量简化和一致化其方程形式,使得上述三种不同的3阶系统的前两个方程形式相同,然后对受控Shimizu-Morioka系统与受控Finance系统设计单输入反馈控制第三个方程的形式,以便达到生成Lorenz混沌的目的.运用该方法,设计了受控Shimizu-Morioka系统通过状态变换和单输入状态反馈,混沌反控制生成Lorenz混沌的控制策略;也设计了受控Finance系统通过状态变换和单输入状态反馈,广义同步到Lorenz混沌的控制策略.最后,借助数值仿真验证了上述混沌反控制和广义同步的有效性.     

混沌系统的递次错位反馈控制方法研究

设计了一种递次错位反馈控制（SDF）方法来实现混沌控制.介绍了SDF方法的控制原理,以单模激光Lorenz混沌系统作为典型的例子,验证了这种控制方法的有效性.比较单模激光Lorenz混沌系统受控前后相图、功率谱和相空间重构等刻划混沌系统的特征量.数值模拟结果显示, 受控系统的相图和相空间重构中由具有无穷嵌套自相似结构并限定在有限相空间内的混沌吸引子转变为周期数为2ⁿ×3^mp(n、m为整数)的周期轨道;同时,功率谱也由连续谱转变为具有独立单峰的分立谱.     

A novel robust proportional-integral （PI） adaptive observer design for chaos synchronization

In this paper, chaos synchronization in the presence of parameter uncertainty, observer gain perturbation and exogenous input disturbance is considered. A nonlinear non-fragile proportional-integral (PI) adaptive observer is designed for the synchronization of chaotic systems; its stability conditions based on the Lyapunov technique are derived. The observer proportional and integral gains, by converting the conditions into linear matrix inequality (LMI), are optimally selected from solutions that satisfy the observer stability conditions such that the effect of disturbance on the synchronization error becomes minimized. To show the effectiveness of the proposed method, simulation results for the synchronization of a Lorenz chaotic system with unknown parameters in the presence of an exogenous input disturbance and abrupt gain perturbation are reported.     

Controlling chaos based on an adaptive nonlinear compensator mechanism

The control problems of chaotic systems are investigated in the presence of parametric uncertainty and persistent external disturbances based on nonlinear control theory. By using a designed nonlinear compensator mechanism, the system deterministic nonlinearity, parametric uncertainty and disturbance effect can be compensated effectively. The renowned chaotic Lorenz system subjected to parametric variations and external disturbances is studied as an illustrative example. From the Lyapunov stability theory, sufficient conditions for choosing control parameters to guarantee chaos control are derived. Several experiments are carried out, including parameter change experiments, set-point change experiments and disturbance experiments. Simulation results indicate that the chaotic motion can be regulated not only to steady states but also to any desired periodic orbits with great immunity to parametric variations and external disturbances.     

混沌系统的小波基控制

基于小波在紧支集中能够任意逼近非线性连续函数的特性,采用小波基展开的方法实现了混沌运动的控制.通过对Duffing等典型混沌运动的控制仿真表明,该方法可行,控制效果较好. 关键词：     

Adaptive control of chaotic systems based on a single layer neural network

This Letter presents an adaptive neural network control method for the chaos control problem. Based on a single layer neural network, the dynamic about the unstable fixed period point of the chaotic system can be adaptively identified without detailed information about the chaotic system. And the controlled chaotic system can be stabilized on the unstable fixed period orbit. Simulation results of Henon map and Lorenz system verify the effectiveness of the proposed control method.     

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     

Controlling chaos in power system based on finite-time stability theory

Recent investigations show that a power system is a highly nonlinear system and can exhibit chaotic behaviour leading to a voltage collapse, which severely threatens the secure and stable operation of the power system. Based on the finite-time stability theory, two control strategies are presented to achieve finite-time chaos control. In addition, the problem of how to stabilize an unstable nonzero equilibrium point in a finite time is solved by coordinate transformation for the first time. Numerical simulations are presented to demonstrate the effectiveness and the robustness of the proposed scheme. The research in this paper may help to maintain the secure operation of power systems.