Duffing混沌系统的控制

采用反馈线性化方法成功地控制了Duffing混沌系统,使该混沌系统能控制到预定的目标态,而且在大噪声的情况下,控制也可以实现。该方法的特点是通过微分同胚变换将一个混沌系统化为线性系统,从而可以应用线性控制方法。仿真结果证实了该方法的有效性。     

Duffing混沌系统基于Terminal滑模控制的投影同步

基于Lyapunov稳定性理论设计了模糊非奇异Terminal滑模控制器,理论上证明了投影同步误差系统的稳定性.与常规方法相比,所设计的控制器具有较好的鲁棒性且可使系统状态在有限时间内达到对期望状态的完全跟踪.数值仿真验证了所给出方法的有效性.     

Duffing混沌振子微弱信号检测方法研究

研究了采用Duffing混沌振子检测微弱正弦信号频率的可行性并分析了检测性能,提出了利用混沌振子输出方差极值对来检测微弱正弦信号的方法。首先根据混沌振子周期策动力与待测信号频率相等时,系统输出方差值最大这一性质,研究了采样频率对检测结果的影响。实验结果表明,通过增大采样频率并增加数据序列长度,在信噪比-45 dB时可以检测出信号。然后,将此性质应用于与周期策动力有随机相位差的正弦信号检测中,发现在二者频率接近或相等时,系统输出方差值发生跳变,出现一个极大值和一个极小值对,通过这一新的特性可以检测出与激励信号有相位差的信号频率。最后将此方法成功应用于调幅波的频率检测中。     

三维Duffing混沌系统的H~∞同步

研究了一个新型三维Duffing混沌系统的H∞同步问题,这个新型的Duffing混沌系统是从经典的Duffing混沌系统中引入一个状态变量而得到的.基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式技术,并结合Schur补定理,给出了这类混沌系统H∞同步的充分条件.数值仿真表明了本文所设计的H∞同步体制的有效性.     

改进型Van der Pol-Duffing混沌振子的同步研究

研究了改进型Van der Pol-Duffing混沌振子的同步问题。当驱动系统的参数已知时,根据Lyapunov稳定性理论,设计了一个线性反馈控制器,使两个相同的改进型Van der Pol-Duffing混沌振子同步,并得出了保守性较小的同步条件;当驱动系统的参数未知时,利用自适应控制方法,选择了适当的自适应律,构造了两个简单的控制器,使响应系统与驱动系统同步,并同时实现了驱动系统中未知参数的辨识。通过数值仿真,表明了这些方法的有效性。     

基于Henon系统和Duffing方程自同步与异结构同步的研究

文章基于线性系统的稳定性理论,分别采用连续型混沌系统和离散型混沌系统,对参考信号进行追踪控制;对比分析了Henon系统和Duffing方程在追踪正弦信号,以及实现自同步与异结构同步方面的性能;仿真结果证明了Duffing方程对于任意频率正弦信号追踪的可行性。     

耦合Duffing振子的行为研究

本文用数值计算方法研究了耦合Ｄｕｆｉｎｇ振子的一些表观行为。在对称耦合情况下,随着耦合强度的改变,系统的运动除了混沌态之外,还存在倍周期分岔过程;在非对称耦合情况下,混沌同步态附近存在与对称破缺有关的开头振发行为。     

基于RBF神经网络的Duffing混沌系统控制

采用基于RBF神经网络的控制方法对Duffing混沌系统进行控制,运用RBF神经网络对受控的Duffing系统动力学方程中的非线性项进行自适应逼近,在保证受控系统在原点处的平衡态是一致渐进稳定的前提下,设计了相应的控制律及自适应控制律,使系统的状态变量在很短时间内稳定地收敛于目标值,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于Duffing混沌系统的频谱感知算法

针对极低信噪比情况,提出一种基于混沌理论的周期信号的频谱感知算法.该算法利用混沌系统中对周期小信号的敏感特性以及对噪声的免疫特性,在很大程度上解决了感知低功率谱密度信号和隐藏的授权用户的问题.仿真证明了算法的可行性和有效性.     

基于存储器的三阶JERK混沌电路实验研究

提出了一种利用模数、数模转换器、存储器来构造非线性函数电路,只要改变存储器的内容,可以很容易地实现任意非线性函数。把符号函数、三阶梯波函数、五阶梯波函数关系式写入存储器,将其嵌入到由运放、电容、精密可调电阻构成的线性系统中去,成功地实现了基于存储器的三阶JERK混沌电路单方向和多方向网格状混沌吸引子相图并给出了硬件实验结果。     

利用单向驱动非线性耦合Duffing振子检测微弱信号

针对单个Duffing振子检测微弱信号时相变判别计算量大、时间长、不易把握等问题,建立了一个单向驱动非线性耦合Duffing振子系统,根据横向Lyapunov指数分析了系统在混沌态到大尺度周期态时振子间运动轨迹的同步演化特性,提出了利用同步误差来判别相变的新方法。实验仿真表明,在强噪声背景下该耦合系统仍能够正确快速地检测出微弱信号。     

基于Duffing振子的微弱信号参数估计

针对传统Duffing系统在检测频率未知的微弱信号时用振子阵列会增加复杂度的问题,提出结合频谱分析和Duffing振子的频率检测方法,此外还给出信号幅度和初相位的估计方法。将待测信号输入到内置周期驱动力为0的Duffing振子检测系统,对其输出量作频谱分析得出信号频率;利用Lyapunov指数方法得到临界阈值fd;把待测信号分别输入到内置周期驱动力初相为0和π的Duffing振子检测系统,并通过Lyapunov指数方法求出系统发生相变时所对应的内置周期驱动力幅值,计算可得信号的幅度和初相位。仿真实验证明,该方法可检信噪比低至-43.01 dB,与传统Duffing振子系统相比,具有检测精度高、复杂度低的优点。     

基于Duffing振子的低压电力线载波信号检测系统

针对低压电力线载波通信中各种噪声干扰和信号衰减较强的问题,引入了混沌检测微弱信号理论,利用混沌振子对强噪声背景下特定频率的微弱信号十分敏感的特性,将微弱载波信号作为混沌振子的系统参数,系统参数在临界值附近微小的变化将会引起系统状态的改变,根据状态改变所需条件估计出微弱载波信号的参数。依据此原理,通过对Duffing振子(一种混沌振子系统)的系统参数进行定量分析,建立基于Duffing振子的低压电力线QPSK(正交相移键控)载波信号检测系统,并通过在低压电力线传输模型上对该检测系统进行测试,实验表明,在低压电力线噪声环境下该检测系统能够准确检测15m V以上的QPSK载波信号的相位分量,而且能有效地抵抗背景噪声干扰,并对典型的持续时间在120μs以下的脉冲噪声也有很好的抑制作用,大大降低了数据传输中因脉冲噪声引起的比特(位)错误和突发错误。     

A new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise using Duffing oscillator

A detection scheme for line spectrum of ship-radiated noise is proposed using Duffing oscillator. The chaotic trajectory of Duffing oscillator is analyzed and the state equation of the system is improved to detect weak periodic signals in different frequencies. According to the simulation results, the phase transforms of Duffing oscillator are sensitive to periodic signals and immune to the random noise and the periodic interference signals which have larger angular frequency difference from the referential signal. By employing Lyapunov exponents in the field of detection as the criteria for chaos, the phase transforms of dynamic behaviors in quantity are successfully determined. Meanwhile, the threshold value in critical state has been evaluated more accurately. Based on the phase transforms of Duffing oscillator, a new method for detecting line spectrum of ship-radiated noise is given. Three types of ship-radiated noise signals are analyzed and the values of line spectrum are acquired successfully by this method. The experimental results show that this method has high sensitivity and high resolution.     

白莲河水电厂2号机组振动在线监测系统

在线监测系统是水电机组安全运行的保证，该系统能监视机组的运行情况，对尾水管压力脉动值、顶盖、机架跳动及主轴摆度值进行适时测量．为推广该成果的应用，论述了白莲河水电厂振动在线监测系统的设计方法和系统具备的功能．     

基于非线性频率响应函数的输电线路故障在线监测方法

提出了基于非线性频率特性分析的输电线路状态监测与故障诊断新方法。通过电力载波信号对输电线路进行在线监测,运用非线性频率响应函数对系统固有特性描述的唯一性,建立输电线路不同运行状态的频率响应模式,根据发生故障后传输线频率响应特性的变化,进行故障征兆模式的特征抽取与识别,从而实现输电线路故障的在线监测与诊断。通过对不同故障类型的仿真实验,验证了所提方法的有效性。     

干式空心并联电抗器绕组绝缘状态在线监测方法

干式空心并联电抗器用于无功补偿与抑制工频过电压,在电网中的数量和容量日益增加,事故率却高居不下,其中,绕组匝间绝缘故障占比高居首位,亟需有效的绕组绝缘状态在线监测手段。本文利用有限元软件对干式空心并联电抗器进行“场-路”耦合仿真,通过分析其绕组异匝和同匝股间短路的电、磁、力变化特征,研究绕组匝间短路故障的发展过程、形成机理,探求便于故障监测的敏感状态量,提出基于有功功率损耗变化率的绕组绝缘状态在线监测方法。研究结果表明：绕组异匝股间短路对电抗器电、磁、力等物理参量的影响大于相同位置同匝股间短路工况,且异匝股间短路发生在电抗器绕组端部的影响最大。有功功率损耗对电抗器绕组绝缘故障发展的过程反应敏感、易于监测,可通过选择合适的绝缘故障预警值和绝缘失效值,基于有功功率损耗变化率进行状态判断,能够实时发现电抗器绕组绝缘故障,便于及时采取措施,阻止故障蔓延。     

ZigBee技术和GPRS在输电线路在线监测中的应用

针对高压输电线路的分散性大,所处地理环境、气候条件复杂的现状,以实际项目开发为背景,设计了一套以GPRS和ZigBee无线传感器网络技术为基础的输电线路综合监测系统。该系统中由传感器节点采集导线拉力、倾角和气象等信息,由ZigBee无线传感器网络传输到监测子站系统进行数据融合处理,并通过GPRS公网把数据传回主站监测系统。文中详细阐述监测子站和无线传感器节点模块的硬件结构,以及导线弧垂在线监测装置的工作原理,给出主站系统、子站系统的软件工作流程。该系统经实际运行测试,结果表明:基于ZigBee技术的输电线路综合监测系统具有良好的可扩展性、可靠性,功耗较低,维护方便,是目前行之有效的方法,完全可以满足输电系统在线监测的需要。     

基于LabVIEW的大型往复式氢气压缩机组在线监测系统开发

往复式氢气压缩机组在线监测系统的开发主要是针对机组运行特点和现场要求而设计的,通过对机组进行在线监测,可以实时掌握机组运行状态和变化趋势,为实现预知维修及机组的高效运行提供了可靠保障。该开发系统介绍了利用虚拟仪器(VI)技术的软件开发平台LabVIEW,对大型往复式氢气压缩机组实施在线监测的整体设计方案和软件设计。