混沌系统的鲁棒自适应控制及其应用研究

作     者：施兰兰 

作者单位：哈尔滨理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高俊山

授予年度：2018年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 

主      题：混沌同步 有限时间控制 自适应控制 容错控制 

摘      要：21世纪是高科技迅猛发展的时代,混沌作为非线性领域中极其富有挑战性的一个学科分支,具有敏感性、伪随机性、类噪声等特性,在信息处理、安全通信、自动化控制等前沿科研领域都有广泛的应用价值。现阶段,还不具备完善的混沌控制理论,混沌同步控制的研究工作仍需要不断地改进和提高,而且多数混沌同步控制只是针对混沌运动进行控制,没有与实际应用系统中存在混沌现象及可能出现的问题相结合,研究的理论成果比较匮乏。所以,在实际操作系统中,高品质高效率的混沌同步控制及控制策略的合理应用成为本课题的研究目的所在。本文的具体研究工作如下:1.通过介绍混沌学与混沌同步的各阶段发展的成果,对混沌学与混沌同步的国内外研究近况进行综合论述。同时给出了混沌的定义、基本特性及常用的判别方法,对混沌同步的基本概念、常见类型及衡量混沌同步的特性指标进行详细说明。2.把两个带有未知模型参量、外部干扰、非线性输入的混沌系统作为研究对象,设计控制器时改善收敛时间,巧妙地对非线性输入进行线性处理,利用滑模控制具有良好鲁棒性的优势,设计合理的滑模控制器,实现短时间内驱动系统持续追踪到响应系统的状态轨迹,使其更符合实际工程应用需求。3.以永磁同步电动机为例,详细探讨不确定混沌系统在永磁同步电动机中的同步控制问题,设计有限时间自适应滑模控制算法,通过理论推导和仿真验证两方面来证明所设计控制算法可以有效地抑制PMSM系统中混沌吸引子的产生,灵活地调整PMSM的输入输出,确保在PMSM正常运转的基础上,PMSM系统对不定性参量与外部扰动量具有良好的鲁棒特性。4.针对蔡氏混沌系统中的外部干扰、非线性及其延迟函数且执行器故障的同步控制问题,设计鲁棒自适应容错控制器,有效隔离发生故障的执行器,避免故障检测隔离子系统提供错误信息时,容错控制失去效力,不管故障是否发生,都可有效地实现同步控制,提高实际应用中混沌同步的可靠性。