防空火箭炮交流伺服系统混沌特性分析与自适应控制

防空火箭炮交流伺服系统作为一个非线性动力学系统,在一定参数范围和外部输入下可以呈现非常复杂的混沌运动或极限环,其混沌特性较为显著. 在防空火箭炮交流伺服系统非线性数学模型的基础上,分析了系统平衡点性质,证明了系统Hopf分岔的存在,并给出了有关的分岔图、Lyapunov指数谱和相平面图. 进一步设计了一种自适应状态反馈控制器,当系统在一定参数下呈现混沌运动时,可以将混沌运动控制到期望的稳定状态,数值仿真表明了该控制方法的有效性.      

一个新的四维自治系统的参数辨识及同步

对一个新的四维自治系统的动力学行为及其混沌同步进行了研究,分析了系统的基本性质,包括系统的对称性、吸引子存在性及平衡点稳定性;研究了系统的超混沌运动,数值计算得到了随参数变化的分岔图和Lyapunov指数谱,表征了系统在一定参数范围内所具有的动力学行为;为系统设计了合适的自适应同步控制器,实现了系统在某个参数未知情况下的混沌同步.     

新分数阶混沌系统的电路设计和同步控制

针对一个新的仅含一个非线性项的三维分数阶混沌系统,首先通过分析系统的相轨迹图、李雅普诺夫指数谱、功率谱以及庞加莱截面,验证了系统的混沌特性;其次研究了系统平衡点的稳定性以及系统关于分数阶次和参数的分岔图,结果表明系统具有丰富的混沌特性;然后设计出系统的分数阶混沌电路并在软件Multisim中进行模拟实验,实验结果验证了新分数阶混沌系统实现的可能性;最后研究了带有扰动的、不确定参数的分数阶系统的同步问题,设计了基于自适应的滑模控制器、未知扰动和不确定参数的自适应律,实现了在未知扰动上界未知和参数不确定情况下的系统的同步控制.     

一个新四维超混沌系统的构建与电路实现

利用基本Sprott-B系统仅具有两个涡卷平衡点的特点,通过系统改造与推广,提出一个具有3个平衡点的三维混沌系统,进而通过增加一维线性控制器并反馈至三维系统状态方程,构建出一个新四维超混沌系统.采用相轨图、Lyapunov指数谱和分岔图等动力学工具对超混沌系统进行了仿真分析.结果表明,当参数变化时,系统可以在周期或复杂周期、混沌与超混沌之间演变,存在复杂而奇异的动力学行为.研制电子电路并生成了超混沌吸引子,完成了实验验证.     

时滞三角型混沌系统的滑模自适应同步控制方法

为解决一类时滞三角型混沌系统的同步控制问题, 设计了时滞三角型混沌系统, 并通过分岔图、 Poincare映射、 功率谱分析和最大Lyapunov指数计算分析了混沌动力学特性。并在此基础上, 提出了时滞三角型不确定混沌系统的滑模自适应同步控制方法, 利用滑模控制和自适应控制相结合的方法提出了单维同步控制器的设计。数字仿真表明, 时滞三角型混沌系统的滑模自适应同步控制是有效的。     

无平衡点的混沌系统的动力学分析与能量反馈控制

通过向具有无穷多个平衡点的混沌系统引入新的参数的方法,提出了一类新的混沌自治系统,该系统的最大特点是没有平衡点,因此其所有的动力学行为都是隐藏的.利用理论分析、Lyapunov指数和分岔图等非线性系统分析方法,研究了该新系统随着新参数变化时,1周期、2周期及混沌等复杂的隐藏动力学行为.另外,当初始条件不同时,新系统存在极限环和混沌吸引子共存的现象.最后,通过计算系统的哈密顿能量,设计出能量反馈控制器,在一定时间内将混沌消除.     

基于Adomian分解法的一类新分数阶超混沌系统的动力学分析及自适应控制

运用Adomian分解法对一类具有正弦非线性项的新超混沌系统进行分数阶分析，对该系统进行了稳定性分析，并利用相图、分岔图以及Lyapunov指数谱对系统参数变化时的动力学行为进行了分析.最后，设计了驱动系统的自适应同步控制器.仿真结果验证了该系统周期到混沌运动的丰富的动力学特性及驱动系统自适应同步控制的有效性.     

新四维超混沌系统的复杂动力学研究

本文基于三维Lorenz-like混沌系统,设计线性反馈控制器,提出了一个仅有2个二次非线性项的新四维超混沌系统。此系统具有简单的代数结构,但却展现复杂的动力学行为,并理论证明它与超混沌Li系统是不等价的。为了研究系统的复杂动力学,本文详细探讨了系统在双曲和非双曲平衡点时的稳定性,且严格分析Hopf分岔,获得Hopf分岔所产生周期轨的近似表达式和稳定性。进一步借助现代数学软件进行数值仿真,得到系统的Lyapunov指数谱、Poincaré映射和分岔图,验证系统超混沌吸引子的存在性。     

Lorenz-84系统的分岔与数值分析

基于Lorenz系统的动力学研究,综合运用严格的数学理论分析Lorenz-84系统的平衡点分岔并数值模拟其动力学行为。首先研究系统平衡点及产生分岔的条件;其次借助系统的Lyapunov指数谱、分岔图、相图以及Poincare映射对其复杂的动力学行为进行研究,验证了该系统的混沌吸引子特征。这些分析表明该系统不仅能够发生平衡点分岔,而且在一定的参数区域存在混沌状态。     

一类离心调速器的超混沌及其混合投影同步

研究了受外部扰动的离心调速器系统的复杂动力学行为.通过系统运动的拉格朗日方程和牛顿第二定律,建立了离心调速器系统的动力学方程,通过Lyapunov指数研究了系统的超混沌行为,通过仿真系统的分岔图和Poincaré截面分析了系统通向混沌的道路,并且验证了该系统的分岔图与Lyapunov指数谱是完全吻合的.基于Laypunov稳定性理论,设计了一种非线性控制器,理论上证明了超混沌系统的混合投影同步,数值仿真进一步验证了该控制方案的有效性.     

永磁同步电机的自适应反步滑模变结构的混沌控制

永磁同步电机的动力学特性表明在一定的条件下PMSM会呈现混沌特性行为.为了控制不良的混沌振动,设计了一个基于自适应反步法的滑模变结构非线性控制器.M atlab数字仿真表明,基于自适应反步法的滑模变结构控制器具有健全的控制性能,它能够消除混沌现象,并能把系统的跟踪误差和参数变化迅速地以指数规律收敛到零,使得系统具有较强的抗干扰性.     

一类参数未知混沌系统的自适应控制

基于主动的Backstepping控制方法,通过引入自适应控制,在线辨识系统的参数,设计自适应控制器;对一类含有未知参数的混沌系统进行控制,使被控系统能够稳定到任意点.同时,基于Lyapunov稳定性理论,分析系统的稳定性.该控制方法对于具有严格参数反馈形式的系统,以及非严格参数反馈形式系统均适用.数值仿真结果验证了该控制方法的有效性,系统在控制器的作用下能快速稳定到期望点.     

非线性混沌系统的鲁棒自适应控制

研完了不确定非线性Chua's混沌系统的跟踪控制问题.通过坐标变换将Chua's系统转换为严格反馈控制系统的一种通用形式,然后利用Backstepping方法和鲁棒控制技术,设计了参数自适应控制律,对存在的不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.仿真结果表明了所设计方法的有效性.     

基于区间二型模糊神经网络反演控制抑制二惯量系统的机械振动

针对带有不确定性和扰动的二惯量伺服系统,提出了一种基于区间二型模糊神经网络的自适应反演控制策略抑制系统的机械振动.首先建立了二惯量系统的动力学模型,设计了反演自适应控制律;其次系统中负载和电机两端未知的扰动变量定义为待估计项,采用区间二型模糊神经网络对其进行估计,给出了基于区间二型模糊神经网络的参数自适应律.基于李雅普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统输出跟踪的收敛性,并且跟踪误差可以通过调节控制参数达到任意小.仿真结果表明该方法具有较好的控制性能.      

一类三次方对称离散系统的非线性动力学分析

研究了一类具有对称性的三次方一维离散系统的非线性动力学行为.发现随着系统控制参数的变化,这一类C2类非单峰的映射有着丰富的动力学行为.在一定的参数区域内,系统历经倍周期分岔、鞍结分岔、对称性破缺分岔等形式通向混沌.利用分岔图、Floquet乘子、Lyapunov指数等对系统的周期遍历和混沌现象进行了详细的分析,并计算了系统发生对称性破缺分岔点和对称性恢复点.     

四阶电力系统混沌分析与新型滑模控制

电力系统的混沌现象对电网的安全稳定运行构成了极大威胁,本文研究了含扰动项的四阶电力系统模型的混沌控制问题.首先,利用Lyapunov指数谱及分叉图等分析了参数变化对系统动力学行为的影响规律.然后,基于系统稳定性理论,提出了一种新的将非线性光滑函数作为滑动控制律的反演滑模控制方法,以削弱传统滑动控制律引起的系统抖振.选取不同的函数作为控制目标,采用MATLAB软件进行数值仿真,结果表明：不论目标函数如何改变,控制器都能够使受控电力系统从混沌状态快速稳定至目标轨道,并且有效抑制抖振.     

基于受控系统的分岔结构确定控制器参数

通过研究受控混沌系统在Poincare截面上的分岔结构特性，确定了控制器主要参数（如控制刚度、延迟反馈时间等）的取值范围，从而为有效地设计控制器实现控制目标提供了新方法．根据受控混沌系统的吸引子几何结构特征，选择适当的Poincare截面来揭示受控系统的分岔结构，并以3种经典的混沌系统为例，根据受控系统的分岔特性确定控制器参数的范围，实现了不同周期目标态的控制．数值模拟结果表明，此方法简单易行，对各种混沌控制器参数的确定非常有效，具有实用意义和参考价值．