基于非线性观测器实现一类分数阶混沌系统的同步

分数阶混沌系统的同步控制是近年来研究的热点,本文研究了一类分数阶混沌系统的同步控制问题.对满足存在一个特定的状态变量作为系统输出条件的单输出分数阶混沌系统,依据分数阶混沌系统的非线性观测器理论和稳定性理论,讨论了其非线性观测器的设计问题.对该类分数阶混沌系统,给出了一个合适的控制器S,在此控制输入下仅利用系统的一个状态变量xi及其对时间的分数阶导数x(α)i、x(2α)i就可以使观测器的状态变量与被观测分数阶系统的状态变量达到同步.理论分析及仿真结果都证明了该同步方案的有效性.     

新分段分数阶混沌系统的同步控制

通过改变修正的Lorenz-Stenflo (modified Lorenz-Stenflo, MLS)混沌系统的分段函数项,得到了一个新的四维分段混沌系统。新系统较MLS混沌系统具有更低的分数阶维数,在3.44阶时仍具有混沌特性。根据分数阶系统的线性稳定性理论和非线性反馈控制方法,提出了新分数阶系统的状态同步方法。通过理论推导,得到了两个混沌系统的同步稳定条件。控制器能够自适应地根据误差大小调节反馈系数,缩短同步时间。最后对3.6阶的分数阶系统进行了同步仿真实验,仿真结果验证了改进算法能够加快同步速度。     

基于扩张状态观测器的标量混沌信号同步系统

将扩张状态观测器与控制器的backstepping设计相结合,给出了一种标量混沌信号同步控制方案。该方案将产生参考混沌信号的驱动系统看作具有规范形或类规范形的系统,构造具有严格反馈形式的非线性系统作为响应系统,利用扩张状态观测器估计驱动系统的状态和未知结构信息,采用backstepping方法设计出控制器。应用该同步控制方案,可以在驱动系统结构和参数未知及不要求混沌参考信号连续可导的前提下,实现构造响应系统的输出渐近同步于任意标量混沌信号。理论分析与计算机仿真结果均证实了控制方案的有效性。     

连续时间标量(超)混沌信号同步控制的Backstepping方法

将非线性控制系统微分几何理论与Backstepping方法相结合,在一定的假设前提下,给出了一种实现非线性混沌或超混沌系统的标量输出同步于连续时间标量(超)混沌信号的非线性反馈控制器的系统设计过程。连续时间(超)混沌系统的标量输出在控制器的控制下,能够大范围渐近同步于任意给定的(超)混沌参考信号。计算机仿真结果证实了控制器的有效性。     

一类混沌系统的鲁棒同步控制

基于非线性状态反馈线性化、最优控制及李雅普诺夫方法，对连续时间标量混沌信号的鲁棒同步控制进行了研究。在一定的假设条件下，得到了一个简单、性能优良的控制器，且是大范围渐近可同步的。对一个四阶自治混沌系统的仿真研究表明了该控制策略的有效性。     

新分数阶混沌系统的异结构同步及其电路仿真

提出了一个新分数阶三维混沌系统,对其进行理论分析和数值仿真,仿真结果表明其存在混沌的最小阶数为2.34阶。基于主动控制法设计一个异结构同步控制器,电路仿真实现了该新分数阶混沌系统与分数阶lü系统的异结构同步。实验结果证明了该控制器的有效性和可行性。     

严格反馈混沌系统标量混沌信号同步的Backstepping方法

将反向递推设计思想应用于标量混沌信号同步控制,以严格反馈系统为对象,根据混沌同步控制的特点,采用Backstepping设计方法,设计出严格反馈系统的控制器。严格反馈系统在所设计控制器的控制下,其第一个状态变量输出可以大范围渐近同步于给定的混沌系统的标量输出。理论分析与计算机模拟均证实了设计方法与控制器的有效性。     

基于混沌同步的保密通信

针对网络数据传输的安全问题,提出了一种基于混沌同步的保密通信方法。通过设计非线性状态观测器,构造了两个混沌系统并使其保持同步,从而实现加密信号的完全再现。同时分析了同步系统的稳定性,给出了设计非线性状态观测器的方法。应用熟知的Rossler混沌系统构建保密通信系统,并进行分析和仿真。仿真结果表明,该方法具有设计简单、同步速度快、保密程度高等特点。     

变形Chua混沌系统及其同步问题的研究

混沌系统及其同步是混沌保密通信中的关键问题。提出了一种基于双曲正切非线性函数的变形Chua电路,分析了参数在不同取值时系统的吸引子特性,讨论了该系统的功率谱密度特性、分岔特性和旁加莱映射,并通过线性状态反馈实现了两个变形Chua系统的同步。不仅如此,还通过调整非线性函数,将该系统进一步拓展,产生了更复杂的多涡卷混沌吸引子,以更利于实际应用。仿真结果表明了本方法的有效性。     

一类Hlder连续的混沌系统分析和控制

构造了新的三维连续时间混沌系统.该系统含有两个参数和一个非线性项,其中的非线性项满足1/2阶Hlder连续但不满足Lipschitz连续性条件.通过理论分析和数值仿真研究了系统的动力学特性.此外,利用线性状态反馈对此混沌系统进行了控制,实现了系统的全局镇定.通过分段线性状态反馈方法对新混沌系统的同步进行了研究,实现了系统的全局同步.