混沌控制理论及研究进展

混沌和混沌控制是非线性动力系统的新理论，是非线性科学应用的新研究领域．本文介绍了混沌的背景、产生、特点、性质及研究混沌与混沌控制的主要方法，阐述了混沌理论的普遍应用，指出混沌控制的研究方向在理论与实际应用方面都具有十分良好的前景。     

源于混沌科学的振动压实新技术

1.前言混沌[2]是一种从微观到宏观非线性系统中普遍存在的内在的无规则而不确定的运动状态(包括振动、振荡、波)。对混沌的理论研究形成了现代混沌科学。中国工程院院刊专题报告[2]认为 :现代混沌科学正在工程中得到广泛应用。一门新的研究混沌实际应用及其基本理论的非线性工程学科———混沌工程学正在兴起。混沌工程学研究的热点是混沌分析技术、混沌控制技术和混沌生成技术。世界的进步从路开始 ,混沌工程学在路基压实机械中的应用 ,形成了振动压路机新技术。在非线性振动系统中 ,当系统参数满足一定条件时 ,即使在确定性输入下 ,输出亦…     

对称铺设复合材料层合板的非线性参数振动分析

根据复合材料层合板的各向异性、几何非线性、耗散阻尼非线性，建立了对称铺设的正交各向异性矩形层合板二阶近似下的非线性参数振动方程，应用数值解分析了系统的振动特性、分岔和混沌运动。     

双质体冲击振动成型机混沌运动的延迟反馈控制

通过数值仿真研究了一类具有间隙的双质体冲击振动成型机的周期运动向混沌运动演化的全局分岔过程,并采用非线性延迟反馈方法控制该系统的混沌振动,延迟反馈控制利用系统处于混沌运动时的自身信息控制混沌,数值仿真的结果证明了这种方法的有效性．     

黏弹性传动结构非线性参数共振的分岔与混沌

研究了非线性参数激励下,黏弹性径向传动结构横向振动的分岔和混沌．采用Kelvin本构关系描述连续体的黏弹性．给出了描述传动结构横向非线性振动的两类控制方程,即偏微分．积分方程和偏微分方程．基于微分求积方法,分别通过两组方程,仿真了径向传动结构横向非线性参数振动的非线性动力学行为．观察并比较了两组方程描述的、结构中点的位移、速度随平均速度以及黏性阻尼的分岔现象以及混沌运动特性．     

一类非线性系统的混沌反控制在图像加密中的应用

混沌反控制为混沌控制的一个研究方向，已成为人们研究的热点．探讨混沌反控制理论、混沌反控制方法，对一类非线性系统，设计控制器，得到混沌化的系统，并将该系统应用在图像加密中．仿真实验表明：该非线性系统的混沌反控制在图像加密中取得了很好的加密效果，密钥空间大，扩散扰乱性能好，能够抵抗各种攻击．     

耦合的非线性振动子的周期运动和同宿运动

在强迫激励作用下的耦合的非线性振动子的动力学行为是非常复杂的，而理论分析是非线性振动研究的最基本方式．Melnikov方法是研究系统混沌运动的解析方法之一，笔者正是利用Melnikov方法研究了具有Van der pol阻尼的这类振动子周期运动、同宿运动和混沌运动，得出这类振动系统产生次谐周期轨和Smale马蹄意义下的混沌的条件,并通过数值模拟说明了这类系统的混沌．     

一类具有可动边界的机械振动系统的混沌行为

鉴于初轧机轧制过程中振动的非线性和边界可动,建立了初轧机在轧制过程中主传动系统的扭转自激振动模型·通过对所建模型的研究表明,该系统具有多种非线性振动形式,这为分析、诊断及控制这一类具有混沌行为系统的振动提供了理论依据·     

屈曲粘弹性倾斜矩形板的非线性振动分岔

粘弹性矩形板在工程中经常发生各种振动，根据屈曲粘弹性倾斜矩形板的非线性动力方程，采用Melnikov法及Galerkin原理研究了其在铅垂周期扰力作用下的非线性振动分岔。并讨论分析了倾斜角、长宽比、板厚等因素对屈曲粘弹性矩形板发生混沌运动区域的影响，得到了倾斜角、板厚的增加会使混沌运动区域减小，长宽比的增大会使混沌运动区域变大的重要结论。     

复杂非线性系统的动力学理论与方法

1 项目所属领域 本项目属基础力学范围,涉及非线性动力学理论中具有挑战性的主要国际前沿领域,如复杂非线性系统的振动、稳定性、分岔、混沌及控制。2 主要工作内容 在国家自然科学基金“九五”重大项目和国家973子课题等24项基金资助下,本项目建立了较高维数复杂非线性系统新的动力学理论和方法,突破了传统非线性振动理论发展的瓶颈,完善和发展了非线性振动理论,揭示了若干     

含微分负电感电路的分叉与混沌

本文通过对一个含非线性微分负电感的二阶非自治电路的物理实验和计算机模拟研究了电路中的混沌现象,找到了一些由分叉到混沌的道路,并对实验中的混沌信号进行了功率谱分析。在物理实验和计算机模拟中发现了一些新的现象,由此提出了非确定系统中的响应与确定系统中混沌类似的观点。     

Matlab动态仿真在混沌控制与同步中的应用研究

针对在分析非线性系统混沌行为时较为复杂这一问题,采用一般的数值计算方法,提出了利用Matlab对混沌系统进行建模和动态仿真的方法．以蔡电路和洛伦兹系统为例,分析了其动态仿真在混沌控制与同步中的应用。结果表明：Mauab动态仿真能真实、有效地模拟了控制与同步的全过程,同时这一方法也拓宽了分析和研究非线性问题的途径。     

An adaptive strategy for controlling chaotic system

This paper presents an adaptive strategy for controlling chaotic systems. By employing the phase space reconstruction technique in nonlinear dynamical systems theory, the proposed strategy transforms the nonlinear system into canonical form, and employs a nonlinear observer to estimate the uncertainties and disturbances of the nonlinear system, and then establishes a state-error-like feedback law. The developed control scheme allows chaos control in spite of modeling errors and parametric variations. The effectiveness of the proposed approach has been demonstrated through its applications to two well-known chaotic systems : Duffing oscillator and Rǒssler chaos.     

一维混沌系统的非线性反馈控制

提出了一种利用非线性反馈控制混沌的方法。理论分析和数值研究结果表明了该方法的有效性，采用此方法的连续和间歇反馈都能将系统从混沌状态控制到稳定的周期状态。     

常规非线性控制消除系统浑沌的作用

本文运用死区控制和饱和非线性控制来消除一类非线性系统中的浑沌,并论证了这种方法的有效性。     

四阶混沌电力系统的全局快速滑模控制器设计

为四阶混沌电力系统设计具有全局快速收敛特性的储能型滑模控制器。首先,构建了具有储能装置的受控电力系统,利用混沌理论的基本分析方法对原有四阶电力系统的混沌振荡现象进行分析。然后,将受控电力系统的混沌控制问题转化为二阶非线性系统的控制,为二阶非线性系统定义新型滑模面并与已有滑模面进行比较,从而论证其在克服抖振及奇异问题时具有优越性,并为该非线性系统提出具有全局快速性能的滑模控制方法。最后,将该滑模控制方法用于设计电力系统混沌控制器并通过数值仿真证实控制器的有效性。本文方法的重要特点在于能够凸显电力系统混沌控制的基本规律。     

功率变换器中的混沌及控制方法

功率变换器由于其开关工作特性,变换器的拓扑结构不断变化.功率开关变换器被认为是一个固有开关非线性系统,因此其运行过程中必然存在着丰富的非线性现象,如分岔和混沌等.主要表现为诸如转速、转矩的间歇振荡,运行状态的突然崩溃,不明的电磁噪声等.针对功率变换器中的混沌现象,介绍了混沌的基本概念和基本特征,混沌的判别方法;综述了DC-DC功率变换器和电气传动系统中的混沌现象及控制方法;提出了如何利用混沌的某些特性,研究电气传动系统新的控制方法,设计新型的软开关变换器;最后,给出了新型混沌软开关变换器的工作原理及设计方法.指出功率变换器中的混沌研究是一很有发展前景的研究方向.     

某些非线性方程的双解:孤子和混沌及其意义

在非线性方程中,孤子和混沌的基本特征是完全不同的.但各种具有孤子解的非线性方程都可以得到混沌.而只有某些具有混沌解的非线性方程有孤子解.两种解的条件是不同的,某些参数是某个常数时得到孤子,而这些参数在一定区域变化时出现分岔-混沌,也许它联系于混沌的控制.双解可能对应于量子理论中的波-粒二象性,联系于非线性波动力学的双重解.某些非线性方程具有孤子和混沌双解,在数学、物理和粒子理论中存在若干新的意义.       

一类Mathieu方程的混沌分析及控制

利用数值仿真的方法,对一类Mathieu方程的混沌运动及其控制进行了研究.利用分岔图、Lyapunov指数谱和相图等揭示了该系统经由倍周期分岔通向混沌的路径.采用二次分段函数作为非线性反馈控制器,通过控制后方程的分岔图选择适当的控制参数,对这一类Mathieu方程中的混沌行为进行有效的控制.