河川径流混沌特征分析

在对混沌理论及其在径流系统应用的适应性分析的基础上,提出河川径流混沌分析方法;以黄河为研究对象对月径流序列进行相空间重构,并进行混沌特征识别和分析,得到如下结论：天然月径流比实测月径流的饱和关联维数要大,要恰当描述实测月径流序列的变化特征,进行动力系统建模,最少需要4个独立变量,最多需要8个独立变量,要描述天然径流序列则最少需要5～6个,最多需要12个独立变量;同一水文站、同一时期的实测径流序列和天然序列的混沌特征不同;下游的混沌特征要强于上游;从上世纪五十年代到本世纪初黄河干流月径流的混沌特性比上世纪二十年代到上世纪七十年代月径流的混沌特性要稍强;所采用径流时间序列的长、短对混沌特征的识别有影响,序列越长,所表现的混沌特征就越强。黄河径流具有混沌特征,为径流系统的建模和混沌预测提供了依据。     

具有传输通道时间延迟的一类混沌系统脉冲控制同步

针对一类混沌系统同步控制问题,利用脉冲微分方程的稳定理论,研究了传榆信号具有时间延迟的混沌系统脉冲同步问题,给出了两个混沌系统实现全局渐进同步的判据方法。该方法仅采用具有时间延迟的驱动系统与响应系统输出偏差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个混沌系统达到全局渐进同步,且适用于绝大多数混沌系统的同步控制。所设计的控制器结构简单,收敛速度快,易于实现。Roessler混沌系统的仿真实验进一步验证了该方法的有效性和可行性。     

基于并行混沌搜索的非线性系统参数估计

提出了一种并行混沌搜索结合模式搜索法的混合优化算法,并应用于非线性系统参数估计.该算法采用并行混沌搜索机制,多个混沌变量同时映射一个优化变量.为了提高搜索速度,在每一次并行混沌搜索之后,由模式搜索法对并行混沌搜索结果再次寻优.该优化算法具有混沌优化的全局搜索能力,而模式搜索法则加快了局部寻优性能.该算法应用于三种不同非线性系统中,仿真结果表明其是一种有效的参数估计方法,参数估计精度优.     

双馈风机系统的切换型混沌振荡及其非光滑分岔特性

新能源电力系统含限幅或控制切换等非线性环节,本质上为非光滑系统,其稳定性和失稳形式复杂。对此,研究了大扰动下双馈风机并网系统中由限幅饱和导致的混沌振荡失稳机理,在数学上对应着非光滑系统轨迹发生从收敛至平衡点到混沌的非光滑分岔。首先,介绍了切换动力系统(非光滑系统)的非光滑分岔和切换型混沌;其次,分析了交流故障后双馈风机系统发生的复杂振荡现象,利用功率谱和Lyapunov指数确认其为混沌振荡,并分析了其拟周期的频率漂移特性;然后,分析了混沌振荡与限幅饱和间的关系,揭示了该混沌是由多个限幅饱和(非光滑系统切换)引起的,本质上为切换型混沌振荡;最后,从短路比、故障条件和风速等角度分析了大扰动后的切换型混沌振荡的非光滑分岔特性,结果表明在较低短路比、较大故障冲击下系统更易发生切换型混沌振荡。     

蔡氏电路的仿真研究

从理论分析和仿真两个角度分别研究非线性电路中的混沌现象。蔡氏电路是一个典型的混沌电路,只要改变其中一个元件的参数,就可产生多种类型混沌现象。在Matlab的平台上编制相关系统和蔡氏电路数学模型的计算机仿真程序,就可实现双蜗卷和单蜗卷状态下的同步。研究结果表明在相同的混沌行为下,仿真实验与理论分析结论十分吻合,能准确地观察到混沌吸引子的行为特征。     

一类工业加热炉温度混沌系统的模糊控制

炉温系统因其复杂性存在混沌现象，因此是难于控制的对象。混沌现象的主要特征之一是初始条件稍有不同，随着时间的变化其行为差异极大。但混沌并不等同于无序，表现为整体稳定，但局部是不稳定的，因此从全局考虑呈现出混沌与有序并存。文中采用模糊控制技术克服了用传统PID难于控制的炉温混沌现象的困难，系统的仿真与实际运行效果表明，模糊控制是克服混沌现象的一种有效方法。     

永磁同步电机的模糊混沌神经网络建模

采用模糊混沌神经网络建立了具有混沌特性的永磁同步电机(PMSM)模型。永磁同步电机在一定工作情况下呈现混沌运动，根据PMSM的数学模型得出其混沌特性曲线。将混沌神经网络与模糊理论相结合设计出协作型模糊混沌神经网络，并据此网络建立了永磁同步电机的模糊混沌神经网络结构模型，该模型在结构上为神经网络，具有混沌特性，在功能上是模糊系统；确定了模型的输出函数，并推导了模型的学习算法，仿真结果表明永磁同步电机的模糊混沌神经网络模型与原系统是等价的。     

变型蔡氏电路的混沌保密通信

为了产生更复杂的混沌系统,使通信更安全可靠,设计了一种产生丰富混沌行为的变型蔡氏电路,并进行了理论分析和计算机仿真.在此基础上根据驱动-响应同步原理设计了混沌保密通信电路,以方波作为输入信号进行了相应的硬件实验研究,给出了通信系统中各元件的参数和各部分的波形.结果表明:电路实验结果与计算机模拟结果完全符合,并且在响应电路和驱动电路的元件参数一致,其相对误差小于1%的条件下,当输入方波信号频率在约8 kHz～9 MHz时,该变型蔡氏电路的混沌保密通信系统可以实现保密通信.     

基于蔡氏电路的混沌保密通信研究

通过对混沌理论研究,对电路产生混沌信号进行了分析设计。同时基于蔡氏电路构建了混沌保密通信系统,并利用multisim软件进行了仿真实验。仿真结果表明,在发送端与接收端传送一个叠加混沌信号的信息信号可以实现高质量的保密通信。     

永磁电机混沌现象分析及最小能量控制策略

研究了永磁同步电机的稳定条件和发生混沌的机理,并根据分析找出了从电机本体方面避免产生混沌的策略。首先采用将电机模型系统分解成若干线性子系统,其相互连接却又是非线性的方法来对系统进行了分析,讨论了系统稳定的条件。其次指出了用最小能量法控制混沌和混沌反控制策略。最后给出了参数变化时电机所经历的不同阶段以及发生混沌和稳定时电机参数的边界曲线。     

基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制

研究了较大周期性扰动下电力系统的分岔与混沌行为。借鉴混沌同步思想,设计了滑模变结构控制器,将混沌振荡系统同步到稳定的系统,实现混沌振荡抑制。给出了控制器推导方法,采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。运用Matlab进行数值仿真,结果表明所设计的控制器是有效的,能达到预期效果。     

不确定混沌系统的鲁棒自适应容错同步控制

针对一类带有执行器故障、非线性不确定性以及外界干扰的混沌系统,设计一个鲁棒自适应容错控制器,来实现主从混沌系统之间的同步容错控制。不需要知晓准确的故障信息以及外界干扰的上界,根据自适应律在线估计未知量。结合自适应控制技术,设计鲁棒自适应容错控制器,使得无论执行器是否有故障发生,主从两个混沌系统都能够实现同步。以经典的蔡氏混沌电路系统为例进行数值仿真,仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可行性。     

混沌超宽带通信调制方法研究

大量研究表明数据保密和高传输速率是现在通信领域的关键技术,由于混沌信号自身的类随机性和对初值的敏感性,用混沌信号进行保密通信有着很大的优势。因此,混沌超宽带通信成为通信领域一种非常有发展潜力的技术。着重介绍了混沌超宽带通信的3种调制方法：混沌脉位调制（CPPM）、混沌脉幅调制（CPAM）以及混沌脉宽调制（CPWM）,分析了它们各自的优缺点;最后展望了混沌超宽带通信技术的发展前景。     

电感式混沌测量

将混沌理论用于测量,是测量研究及非线性科学应用研究的一个突破,此方法具有极高的灵敏度和分辨率。但现有的混沌测量系统皆采用电容为敏感元件,这局限了混沌测量理论的发展,因此,提出一种以电感为敏感元件的混沌测量系统,实现微弱直流电压的测量,并且具有极高的精度和良好的线性度。此混沌测量系统的提出丰富了混沌理论。     

基于变量反馈的电力系统混沌振荡控制

混沌运动是一种普遍存在的现象，表现了系统内部的复杂性、随机性和无序性。电力系统也存在混沌现象，对系统的稳定运行是有害的。采用变量反馈控制法（VFC）控制互联电力系统由周期性负荷扰动引起的混沌振荡，根据混沌运动对初值敏感依赖性，仅采用单一状态变量反馈就能有效地抑制系统的混沌振荡，使系统从混沌或不稳定状态进入稳定的运动状态。该方法具有良好的稳定性和轨道跟踪能力，不改变被控系统的结构，不需要使用除系统输出或状态变量以外的任何有关被控系统的信息。在仿真分析时比较了反馈控制器投入前后的系统动态行为，得到的结果与理论分析相一致。     

并联降压变换器的非线性行为分析与控制

以主从控制的并联降压型变换器为研究对象,通过实验得到间歇混沌等非线性行为,并通过特征值分析法进行验证,揭示了开关变换器工作中不规则运动产生的原因,为电路设计提供理论依据;在此基础上,提出时间与参数映射的方法和混沌控制的解决方案——相移法。通过将系统的其中一个驱动控制信号发生相位移动或延迟,把系统的混沌运动状态转变为规则运动状态,从而实现了并联降压型变换器电路的混沌控制。相移前后功率谱的变化充分说明了相移法实现混沌控制的可行性和正确性。     

受迫Duffing振子中的混沌运动及其控制

文中研究了受迫Duffing振子的混沌运动,通过理论分析和数值计算分析了该系统的混沌运动区域。并利用Lyapunov指数图、Poincar啨映射图以及相图充分分析了该系统的混沌行为昧怂闹址椒ㄊ迪至讼低车?混沌控制,将系统的混沌行为有效地控制到稳定的周期轨道。     

一个超混沌系统的设计与电路实现

为了提高超混沌系统的随机性以产生复杂的超混沌信号用于混沌保密通信,通过在一个统一混沌系统中引入一个状态反馈控制器设计一个超混沌系统.利用理论和数值仿真的方法对系统的基本特性,如平衡点及在平衡点的特征值、分形维数、分岔图、Lyapunov指数等进行分析.为验证该系统,利用系统方法设计一个模拟超混沌电路.该设计方法重新标度时间和坐标变量,将状态方程变换为一个无量纲的标准方程,获得了一个确定电路参数的严格公式.实验中观察到了超混沌、混沌、拟周期、周期等动力行为,实验结果与数值仿真结果完全相符.     

参数不确定永磁同步电机有限时间自适应控制

永磁同步电机拥有复杂的非线性动力行为,本文主要研究其中的混沌特性,并且对混沌行为进行控制。将永磁同步电机运行系统的数学模型无量纲化为便于分析的类混沌模型,使用参数代入法,证明了永磁同步电机混沌系统对参数微变的敏感性。选取一组参数使得永磁同步电机运行系统工作在混沌状态下,针对工作在混沌状态下的系统,本文根据自适应控制理论和有限时间稳定理论,设计了一种有限时间自适应稳定控制器对参数不确定的永磁同步电机混沌系统进行控制,基于MATLAB平台仿真验证,在加入控制器后,系统能够从混沌状态迅速有效的回归至平衡点处。     

Rossler系统的混沌控制

根据Rossler系统的动力学方程,数值仿真了系统随自身参数变化的全局分岔图,分析了参数变化引起系统动力学行为的变化。针对系统混沌状态,分别用自适应控制法和控制法两种方法对系统进行控制,仿真结果显示:两种控制法均能将系统控制在稳定的周期轨道。对比了两种控制法对系统控制的结果,在自适应控制中,随着控制参数逐步减小,系统由单周期运动经倍化分岔为双周期运动,再经倍化分岔序列最终通向混沌,动力学行为规则,对应控制参数选择区域连续;在控制中,系统由混沌状态转变为三周期运动,随着控制参数逐步增大,周期运动发生倍化分岔,再经倍化分岔序列通向混沌,系统动力学行为丰富,对应控制参数选择区域范围明确。为Rossler系统的动力学行为研究和混沌控制提供了理论支持,为Rossler系统在工程领域的应用及控制提供了参数选择区域,为其它系统的混沌控制及动力学行为研究提供了经验和方法。