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非线性系统的自适应控制与混沌同步控制

非线性系统的自适应控制与混沌同步控制

作者：贺冰丽西安电子科技大学

学位级别：硕士

由于实际系统基本都是非线性的,研究有参数不确定性的非线性系统的自适应控制,无论在理论上还是在实际应用中都具有重要的意义.在处理未知定常参数不确定性动态系统的控制问题时,自适应控制成为人们所公认的最有效的方法之一,因为自适... 详细信息

由于实际系统基本都是非线性的,研究有参数不确定性的非线性系统的自适应控制,无论在理论上还是在实际应用中都具有重要的意义.在处理未知定常参数不确定性动态系统的控制问题时,自适应控制成为人们所公认的最有效的方法之一,因为自适应控制能够在线调节控制增益或系统参数,以适应外界环境变化或外界干扰等因素的影响,从而当时间趋于无穷时,实现跟踪误差的渐近收敛.但是对于参数估计来说,只能满足其有界性.而人们总是希望参数估计最好能收敛到其真值,通常在假设持续激励条件下或通过构造系统的强Lyapunov函数（正定、径向无界、导数负定）就可以实现这一目标.近二十年来,混沌控制与同步问题已成为非线性科学领域的热点问题之一,而且在保密通信、信息工程和生命科学等方面显示出巨大的应用前景.自适应控制方法在处理参数不确定性混沌系统的控制与同步问题中也得到了广泛的应用. 基于Lyapunov稳定性理论,本文主要从自适应控制的角度来研究一类严格反馈非线性系统中参数的收敛性和（超）混沌系统的同步问题.主要工作概括如下: 第一,针对一类严格反馈非线性系统,应用Backstepping方法和调节函数法设计系统的控制律和自适应律,在适当的持续激励条件下,构造一个显式、全局的强Lyapunov函数证明了闭环系统的所有信号全局一致有界且跟踪误差和参数估计误差均渐近收敛于零.最后通过数值仿真验证了设计方案的可行性和有效性. 第二,针对两个参数完全未知的不同超混沌系统,基于Lyapunov稳定性理论,设计了相应的控制器和参数自适应律,使得驱动系统和响应系统实现了混合投影同步.最后通过数值仿真验证其有效性. 第三,针对两个带有未知的周期时变参数的不同混沌系统,应用自适应学习控制方法,根据Lyapunov-Krasovskii泛函稳定性理论,构造了微分-差分混合参数学习律和自适应学习控制律,使得两个不同混沌系统的状态误差范数的平方在一个周期区间上的积分意义下实现了渐近同步.该方法成功地应用于Lorenz系统和Chen系统的函数投影同步,最后通过数值仿真验证了该方法的有效性.

关键词：自适应控制强Lyapunov函数参数收敛混沌系统同步混合型参数学习律

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一类连续混沌chua系统的脉冲控制与同步

临沂师范学院学报 2008年第3期30卷 27-29页

作者：陈燕慧临沂师范学院工程学院山东临沂276005

连续混沌系统所产生的混沌序列具有良好的密码学特性,其实现的基本思想是异地分离的混沌系统分别能长时间地稳定同步工作,即其误差系统在脉冲作用下能够在零点稳定.通过对受脉冲作用的两个连续Chua混沌系统同步问题的研究,得到相关的稳... 详细信息

连续混沌系统所产生的混沌序列具有良好的密码学特性,其实现的基本思想是异地分离的混沌系统分别能长时间地稳定同步工作,即其误差系统在脉冲作用下能够在零点稳定.通过对受脉冲作用的两个连续Chua混沌系统同步问题的研究,得到相关的稳定性定理,对已有的结果进行了推广.

关键词：混沌系统同步误差系统 Lyapunov函数渐近稳定

一个基于标量观测辨识Lorenz混沌系统参数的滑动模设计方法

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计算技术与自动化 2010年第1期29卷 29-31页

作者：孙希平付勇智湖北汽车工业学院电信学院湖北十堰442002

提出一种利用Brunowsky规范形来设计合适的滑模解决基于标量观测辨识Lorenz混沌系统参数问题。把系统状态方程变为一般Brunowsky规范形,利用该规范形和估计参数的相对度设计合适的滑模观测器,该观测器能与主系统实现完全同步或部分变元... 详细信息

提出一种利用Brunowsky规范形来设计合适的滑模解决基于标量观测辨识Lorenz混沌系统参数问题。把系统状态方程变为一般Brunowsky规范形,利用该规范形和估计参数的相对度设计合适的滑模观测器,该观测器能与主系统实现完全同步或部分变元同步,从而获得参数的自适应估计。

关键词：混沌系统同步标量观测辨识参数滑动模设计的方法

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基于混沌同步的永磁同步电机控制

电子技术应用 2010年第8期36卷 107-110页

作者：岳永恒王茂孙光辉哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心黑龙江哈尔滨150001 东北林业大学交通学院黑龙江哈尔滨150040

永磁同步电机的动态特性与混沌Lorenz系统具有相似性,一定的条件能够使电机系统表现出类似hopf分岔的混沌特性。针对永磁同步电机系统,分析了传统PID控制器的缺点,并考虑到电机系统某些状态变量不可测量的实际问题,提出了一种基于混沌... 详细信息

永磁同步电机的动态特性与混沌Lorenz系统具有相似性,一定的条件能够使电机系统表现出类似hopf分岔的混沌特性。针对永磁同步电机系统,分析了传统PID控制器的缺点,并考虑到电机系统某些状态变量不可测量的实际问题,提出了一种基于混沌系统同步的非线性反馈控制器,通过线性系统的零极点配置可以达到期望的响应特性。仿真结果验证了本控制器的有效性。

关键词：混沌系统同步永磁同步电机非线性反馈 Lorenz混沌系统

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基于单一控制器的混沌同步研究

基于单一控制器的混沌同步研究

作者：黄泽河北师范大学

学位级别：硕士

在确定性非线性系统中混沌现象是一种内在随机的过程。对系统的初始条件混沌具有极端的敏感性。因为混沌运动的不可预见性和不稳定性，所以混沌研究的关键环节就在于混沌控制及利用。因此，混沌的控制及其同步理论的提出，就引起了学者... 详细信息

在确定性非线性系统中混沌现象是一种内在随机的过程。对系统的初始条件混沌具有极端的敏感性。因为混沌运动的不可预见性和不稳定性，所以混沌研究的关键环节就在于混沌控制及利用。因此，混沌的控制及其同步理论的提出，就引起了学者对混沌控制和同步问题研究的热潮。目前人们提出很多种不同的混沌同步控制方法，因其选择同步方法和控制器的不同，也就造成其实现的难易的不同。所以，在保密通信中设计简单、易实现的控制器才具有现实意义。因此本文基于变结构滑模和自适应控制思想，并且选取单一简单控制器以实现混沌同步。基本内容分为了四部分：（1）比较系统的介绍了关于混沌的理论基础，主要包括混沌学的基本研究概述、混沌控制、混沌同步。（2）介绍了混沌同步的数值仿真方法和变结构滑模和自适应控制的基本理论。（3）研究了基于滑模控制的混沌同步，进行了理论证明，分别在Arneodo混沌系统、统一混沌系统和Chua混沌系统中进行了数值模拟，证实了该方法的有效性，并在文中给出了数值模拟结果。（4）研究了基于自适应控制的混沌混合同步，以Liu系统和三维自治混沌系统为例，通过理论证明和数值模拟证明了该方法有效性，并在文中给出了数值模拟的结果。本文分别研究了基于滑模和自适应控制的混沌系统的同步.经理论和数值模拟证明基于自适应控制研究混沌系统同步方法是有效可行的。此方法的控制器单一、易于选取，具有广阔的实际应用前景。

关键词：滑模控制自适应控制单一控制器混沌系统同步

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基于事件触发的系统同步与容错控制研究

基于事件触发的系统同步与容错控制研究

作者：李晓瑜东北大学

学位级别：硕士

现如今,网络通信以及信号处理技术发展迅猛,对非线性系统的数字信号控制方法引发了广泛的研究。在实际应用中,信息传输方式主要有时间触发和事件触发两种方式,时间触发便于系统的分析与设计,而事件触发有利于网络资源的利用。本文将分... 详细信息

现如今,网络通信以及信号处理技术发展迅猛,对非线性系统的数字信号控制方法引发了广泛的研究。在实际应用中,信息传输方式主要有时间触发和事件触发两种方式,时间触发便于系统的分析与设计,而事件触发有利于网络资源的利用。本文将分别在这两种数据触发机制下,运用相关理论,针对非线性系统,进行同步与容错控制的研究。在对相关文献进行分析和总结的基础上,完成了以下几点创新工作:1针对带有时滞的混沌系统同步问题,分别设计了连续同步控制器和采样同步控制器。通过建立带有时滞的混沌系统的统一模型,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了连续同步控制器的存在条件;在此基础上,基于输入延迟方法,将采样控制系统转化成具有时变延迟的连续系统,利用Lyapunov-Krasovskii泛函,给出了采样同步控制器的设计方法。不论是连续同步控制器,还是采样同步控制器都可以保证带有时滞的混沌误差系统是渐进稳定的。2在考虑传输时滞的情况下,针对混沌系统同步问题,设计了基于事件触发的采样同步控制器。分别建立了同构与异构混沌系统的统一模型,针对此模型,设计了一种基于事件触发的采样同步控制器。基于事件触发的采样控制器被设计用来实现混沌系统的同步,针对系统中所包含的传输时滞,构造系统时滞模型。在此模型的基础上,采用输入延迟的方法将采样同步控制器的求解问题转化为所对应时滞误差系统的稳定性问题。然后通过构造Lyapunov-Krasovskii泛函并结合Wirtinger不等式和自由权矩阵,给出了混沌系统同步的条件和采样控制器的求解方法。所设计的采样控制器只有在触发规则满足的条件下,才更新控制参数,降低了网络的使用率。3针对带故障的混沌系统,提出了一种基于双事件触发的故障容错的混沌系统同步控制方法。分别针对同构和异构混沌系统,建立故障容错的统一模型,并通过设计双事件触发规则,实现故障容错的混沌系统同步。当故障误差超过所设定的阈值时,采样同步控制器中引入故障补偿器,实现故障容错,并同时加快系统的触发频率,使混沌系统在有故障的情况下也能较快的达到同步;并利用Lyapunov-Krasovskii稳定性理论,结合自由权矩阵和Wirtinger不等式,给出了基于双事件触发的故障容错的混沌系统同步的条件,同时降低了系统的保守性。4首先针对故障容错的混沌系统的同步问题,设计了一种基于动态事件触发的最优控制器。基于输入-状态稳定性理论(ISS),给出了故障容错的混沌系统同步的充分条件。通过定义成本函数,利用最优控制的思想求解出最优同步控制器,该控制器在触发规则满足的条件下,才更新控制参数。其次,针对多智能体系统,设计了动态事件触发的一致性协议,并利用ISS稳定性理论给出了多智能体系统一致性的充分条件。同时,在触发条件中引入动态变量,可以根据故障容错的混沌系统或者多智能体系统的实时误差状态,动态的调节触发参数,使触发间隔时间达到最大,充分降低状态信息在网络中的传播次数,解决通信带宽低所带来的网络堵塞问题。

关键词：混沌系统同步事件触发容错控制动态事件触发多智能体一致性 Wirtinger不等式输入-状态稳定(ISS)