R(o)ssler超混沌系统的参数辨析与同步研究

首先给出两种方法实现对四维罗斯勒超混沌系统未知参数的准确快速辨析，第一种方法通过将系统反馈控制到任意不动点，求解平衡点的方程得到未知参数辨析的数学表达式；第二种方法基于稳定性理论，通过构造参数观测器，设定恰当的初始值，解析地给出基于参数观测器的表达式，数值计算表明两种方法都很有效。基于线性化误差理论，求解误差演化的雅克比矩阵的特征值，解析地获得相位同步和全局同步控制器的表达式，详细分析了雅克比矩阵为零对应相同步问题，数值计算与理论分析一致。     

一类线性时滞系统的未知输入观测器设计

以一类线性时滞系统为研究对象,研究了当观测误差与未知输入完全解耦时的未知输入观测器设计问题。基于时滞系统Lyapunov稳定性方法,给出了指数稳定未知输入观测器的存在条件。基于这一条件,提出了含有内部时滞与不含有内部时滞两种观测器的设计问题。通过求解线性矩阵不等式给出了所提观测器的设计方法。给出了两种情形下的观测器设计算法。数值例子说明了提出的设计方法的有效性。     

基于自适应同步的超混沌Chen系统的参数识别

为了研究超混沌Chen系统的完全同步及未知参数的识别及优化问题,利用两个线性控制器实现参数匹配的两个超混沌Chen系统的完全同步,研究了参数未知的超混沌Chen系统的参数辨识及优化问题,基于Lyapunov稳定性理论,解析地获得同步控制器和参数观测器表达式,其中的控制器个数低于系统维数。研究结果表明:当两个超混沌系统达到完全同步后,驱动系统的5个未知参数被准确识别。该方法在驱动系统的参数发生跃变的情况下也是有效的。     

一类具有未知参数干扰的混沌系统的同步

利用主动控制思想实现了两个具有未知参数干扰的不确定混沌系统的同步。通过在控制器中添加误差补偿项来消除参数干扰对系统同步的影响,并利用矩阵理论中盖格尔圆定理给出了控制器中线性部分参数取值的一般范围。理论分析证明,所设计的响应系统能使同步误差收敛到零。最后针对Lorenz系统进行了仿真,结果表明设计的控制器是有效的。     

新型四维超混沌系统广义投影同步及自适应同步

基于Lyapunov稳定性理论,设计合适的非线性反馈控制器以及参数更新规则,实现一类混沌系统的自适应广义投影同步.该控制器既可以适用于不包含未知参数的广义投影同步,又适用于包含未知参数的自适应广义投影同步.以新型四维超混沌系统为例,考虑含有未知参数和不含有未知参数的两种情况,从而实现驱动系统和响应系统渐近地达到所有状态向量的按照不同比例广义投影同步,同时辨识出系统的未知参数.数值模拟结果表明了所设计控制器的有效性.     

随机扰动下一类混沌系统的同步

基于工程上广为应用的非线性鲁棒观测器思想,在随机扰动存在的情况下,对一类混沌系统成功地实现了同步。响应系统分两步进行设计,首先利用矩阵理论通过线性变换将受扰混沌系统进行扰动解耦,使系统部分状态与扰动无关,然后针对扰动解耦系统设计非线性观测响应系统。同时结合混沌吸引子有界性这一特点,将观测器存在条件化为求解系统的LMI,最终的仿真结果证明了该方法的有效性。     

具有瞬时耦合及通讯时滞的调和振子同步动力学

针对具有局部瞬时耦合及通讯延时的调和振子动力网络系统,给出了一种分布式同步算法。分别在无向固定拓扑和切换拓扑两种情形下给出了同步态的解析表达式,以及耦合系统的解析解,并给出了一些一般而简单的同步化准则。结果表明网络化的调和振子在比较弱的瞬时网络连通条件下,可以达到同步状态。数值模拟表明所给理论结果的正确性和有效性。     

基于未知输入观测器方法的非线性切换系统故障检测

基于非线性未知输入观测器方法对一类离散时间非线性切换系统的故障检测问题进行了研究。给出了两种不同结构的非线性未知输入观测器。针对每一种观测器都考虑了两种切换信号:任意时间切换信号和满足平均驻留时间的切换信号。在任意切换信号下,使用了切换Lyapunov函数的方法来设计非线性未知输入观测器的参数;在满足平均驻留时间切换信号下,使用了多Lyapunov函数方法进行观测器参数的设计。然后利用已知的非线性未知输入观测器,得到残差生成器,进而实现故障检测。通过数值仿真例子,验证了故障检测方法的有效性。     

自适应广义投影同步混沌系统

针对混沌系统的自适应广义投影同步,基于李亚普诺夫稳定性理论,提出设计合适的自适应控制器和参数更新规则。以两个新型的四维混沌系统为例进行数值仿真,实现其驱动系统与响应系统渐近地达到所有状态向量的广义投影同步,同时辨识出系统的所有未知参数。通过数值仿真,证明了所设计的控制器有效性以及理论推导的正确性。     

参数未知的不同结构混沌系统的自适应同步

针对一类混沌系统，研究了参数未知的不同结构混沌系统的自适应同步问题。基于Lyaponuv稳定理论，给出了自适应同步控制器的系统设计过程，以及同步控制器和参数自适应律的解析表达式。对于两个参与同步的不同结构的混沌系统，只要其维数相等且状态变量可测，就可以利用所提出的控制策略达到全局渐近同步。方法简单，无需试凑。以Lorenz系统和Lu系统的自适应同步控制为例，说明了该方法的有效性。     

线性系统有限时间函数观测器设计的参数化方法

研究了线性系统有限时间函数观测器的参数化设计问题,其目的是通过设计参数化形式的函数观测器,使其在给定有限时间内能够直接估计关于线性系统状态的线性函数。基于一类Sylvester矩阵方程的参数化解,给出了该有限时间函数观测器所有增益矩阵的参数化表达式,其所含的自由参数为控制系统设计提供了全部的自由度,可通过适当选择这些自由参数使其满足某些系统性能指标。最后,数值例子及其仿真结果验证了所提线性系统有限时间函数观测器参数化设计方法的简单性和有效性。     

不同混沌系统的改进函数投影同步一般方法

基于李亚普诺夫稳定性理论,研究混沌系统的改进函数投影同步问题,该种同步可使两个混沌系统渐近同步于一个期望的比例函数矩阵。对于两个完全不同的混沌系统,给出改进函数投影同步控制器设计的一般方法,并分别以混沌Chen和混沌Newton-Leipnik系统及超混沌Chen和超混沌Henon-Heiles系统为例证实所提算法。理论分析及数值仿真结果表明所提算法的有效性。     

异结构不确定混沌系统的广义投影同步

针对一类参数随时间变化的不确定混沌系统,用鲁棒自适应方法实现异结构混沌系统的广义投影同步和参数辨识。基于李亚普诺夫稳定性理论,设计了鲁棒自适应控制器和参数自适应律。通过改变广义投影同步的比例矩阵,获得所有状态变量任意比例于原驱动系统的混沌信号,并辨识出系统所有未知参数。以R-ssler超混沌系统和Lü超混沌系统为例,数值仿真验证了所设计方法的有效性和可行性。     

基于模糊观测器的离散混沌系统的自适应同步

针对不确定性离散混沌系统,进行了T-S模糊建模和模糊观测器设计,实现了混沌系统的同步。运用Mamdani型模糊逻辑系统对驱动系统的不确定项进行建模,进而得到不确定性参数的自适应估计。根据状态观测器的设计思想,进行了模糊观测器的设计,在此基础上,结合Lyapunov稳定性定理进行稳定性分析,得到了控制器的表达式,同时保证了同步误差系统的渐近稳定。仿真结果验证了方法的有效性。     

具有非线性扰动的时滞混沌神经网络系统同步控制

本文基于参数辨识和自适应控制研究了具有非线性扰动的时滞混沌神经网络系统的同步控制。所有的连接权值矩阵可以通过自适应律进行估计。此外,当非线性扰动的上界未知情况下,所设计的自适应同步控制器可以使主从系统达到同步。利用Lyapunov稳定性理论可以证明误差系统的稳定性。最后,通过一个数值仿真实验,验证了所提出方法的有效性。     

时滞混沌系统的脉冲同步

针对时滞混沌系统的同步问题,利用脉冲控制方法,提出了新的渐进同步的充分条件。利用脉冲状态反馈控制,在系统矩阵为Hurwitz矩阵和正定矩阵两种情况下,得到了时滞混沌系统同步的充分条件;进一步,为便于工程应用,利用脉冲输出反馈,在系统矩阵为上述两种情况下,得到了时滞混沌系统同步的充分条件。该同步条件使时滞混沌同步系统快速地达到10-2误差。最后,以一个多重时滞混沌系统为例,进行了数值仿真,验证了该方法的有效性。     

Liu混沌系统的线性反馈和状态观测器同步

Liu混沌系统是新近提出的三维混沌系统。文章分析Liu混沌系统的结构特点,设计了线性反馈同步方法和基于状态观测器的同步方法。线性反馈同步法结构简单;通过误差系统的分析,从理论上推导了系统实现同步的充分条件。基于状态观测器的同步方法对原系统结构没有特殊要求,无需求解Lyapunov函数;通过设定不同的控制参量,分析了控制参量和同步速度之间的关系。实验结果证明了两种同步方法的有效性和正确性。     

一类参数不确定统一混沌系统的脉冲同步

针对一类参数不确定统一混沌系统的同步问题,提出一种脉冲同步方法.该方法采用响应系统与驱动系统状态变量误差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个统一混沌系统达到全局渐近同步.基于脉冲微分方程理论,给出了统一混沌系统一组新的全局渐近同步判据,特别地,当脉冲间距与脉冲控制增益相等时,给出了更为简单和实用的同步判据,同时讨论了脉冲间距对同步性能的影响,仿真结果验证了方法的有效性.     

连续混沌系统控制与同步状态反馈方法的扩展

在将连续时间混沌系统的控制与同步问题统一处理的基础上,系统的非线性部分满足可微的条件下,基于微分方程的稳定性理论,扩展了当前实现连续时间混沌系统控制与同步的反馈方法,不需要求解Lyapunov矩阵方程,也不需要构造Lyapunov函数,给出了一个新的判据。数值仿真结果表明改进的反馈方法是可行的和有效的。     

一种新的未知输入观测器设计方法

基于线性系统结构的分解原理,提出一种新的含未知输入的观测器设计方法,利用矩阵分解技术,将带有未知输入的动态系统分解为彼此相互联系的两个系统,它们分别仅由已知输入所作用。给出了设计算法,该算法简洁、适用,通过简单的代数运算即可实现含未知输入观测器的设计,仿真结果验证了所提方法的可行性。