永磁同步电机的混沌分析与跟踪控制

针对永磁同步电机在一些特定的参数和工作条件下呈现的复杂动态行为,在分析永磁同步电机(PMSM)混沌运动特性的基础上,提出了一种PMSM混沌系统的转速跟踪控制方法.首先通过仿射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的PMSM模型,变换成一种简单的无量纲模型.之后采用相图、分岔图和Lyapunov指数的方法,分析了PM...     

参数未知的永磁同步电机混沌系统模糊自适应同步控制

提出了一种参数未知的永磁同步电机(PMSM)系统的模糊自适应同步控制方法.首先通过放射变换和时间尺度变换,将转子磁场定向坐标系下的PMSM模型,变换成无量纲模型.其次通过分析其相图和Lyapunov指数谱,阐述了PMSM的混沌动态行为.接着,在假设PMSM系统参数未知并将PMSM混沌模型及其响应系统模型表示成T-S模糊模型的基础上,利用Lyapunov稳定性理论和自适应控制策略设计了响应系统,并导出了自适应控制律来估计驱动系统参数.此外,设计了响应系统的模糊控制器,对PMSM系统及其响应系统进行同步控制,并证明了同步误差动态是渐近稳定的.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

非均匀气隙永磁同步电机的有限时间混沌同步

针对非均匀气隙永磁同步电机(PMSM)混沌系统,提出一种改进的主动有限时间同步控制器.该控制器首先利用主动控制来实现动态误差系统非线性项和线性项的近似解耦,再通过有限时间稳定控制来实现驱动系统和相应系统的有限时间同步.通过仿真实验,验证了该控制器比传统的控制器具有更强的鲁棒性和快速响应能力.     

四维超Jerk系统的分岔特性及同步控制研究

研究具有双翼混沌吸引子的四维超Jerk系统的分岔特性和混沌路径,并设计有效的自适应反馈控制器实现该系统的全局指数同步.通过相图、Poincaré映射图、分岔图和Lyapunov指数谱等揭示系统的混沌特性,并得到系统进入混沌的主要路径是逆倍周期分岔和大幅度的周期振荡.将高维分岔理论和扰动方法应用于该系统的动力学分析中,建立分岔点处参数之间的精确关系,进一步得出产生的周期轨道的稳定性及其近似解表达式.基于自适应同步理论,提出一种实现混沌系统完全同步的方案.数值模拟结果表明所提出机制的可行性和有效性.本文可为此类系统在混沌加密领域内的实际应用提供理论参考.     

新一维混沌系统及加密特性研究

提出一种新的产生一维混沌系统的组合结构,以此结构设计两个新一维混沌系统,通过绘制Lyapunov指数图和分岔图研究两个新混沌系统性能。研究结果表明,此结构生成的一维混沌系统具有混沌区间大、区间连续、混沌序列分布均匀、系统Lyapunov指数高和可控参数多等优点。为了进一步提高混沌序列均匀分布特性,设计一变换过程,变换之后的混沌序列满足均匀分布。最后,为了展示新系统在信息安全方面的应用,设计一简单的图像加解密算法。通过Matlab软件进行仿真和性能测试,结果表明变换之后的混沌序列具有更好的加密特性。     

单峰混沌系统的相空间均匀化及动力学特性

由经典一维混沌映射构造密码系统存在短周期轨道、密钥空间小和相空间分布不均匀等安全性缺陷.为解决经典一维混沌密码的安全性问题,提出了一种新型的一维单峰混沌系统及其改进的复合形式.采用普适性均匀化算法来获得等概率分布的混沌序列并给出了概率密度数学证明.对改进的单峰混沌系统的遍历性、李雅普诺夫指数、相空间和分岔、信息熵和近似熵等动力学和随机特性指标进行了计算和分析.通过与相关研究的对比可知,改进的单峰混沌系统具有稳定的李雅普诺夫指数、扩展的相空间、均匀的概率密度和更高的近似熵值.理论推导和数值计算论证了本方案可以满足密码系统中非线性部件的安全属性要求.     

永磁同步电动机的有限时间自适应混沌控制

针对永磁同步电动机（PMSM）的混沌吸引子现象以及研究中只能实现平衡状态的周期点的混沌同步控制问题,提出了一种基于自动控制理论与有限时间控制原理的零误差系统算法。首先,通过已建立的PMSM的数学模型,经过数学公式转化得到PMSM各状态变量与其预期设定值之间形成的误差系统模型;然后,利用李雅谱诺夫稳定性理论,对所形成的误差系统模型进行同步控制器与校正率的设计,并证明误差系统在有限时间内快速地收敛至零点;最后,对误差系统施加干扰量,对算法进行鲁棒性分析。理论与仿真结果表明,所提出的算法能实现误差系统到达零点后仍一直维持在零点的平衡状态,有效地抑制PMSM系统中混沌吸引子现象的产生,灵活地调整PMSM的输入输出,在确保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。     

用状态变量的一阶微分反馈法实现蔡电路的混沌控制

提出了用系统变量的一阶微分反馈实现Chua电路的分岔和混沌控制的方法.首先根据理论分析,求出使混沌Chua电路中不动点稳定时控制参数k1的取值范围和使系统发生Hopf分岔时控制参数k₁的临界值k₀.由分岔图可以得到系统被控制到各种nP周期轨道时k₁的取值范围.然后根据该控制方法,设计了实现Chua电路混沌控制的电路,并进行了电路仿真.数值计算和仿真结果验证了这种控制分岔和混沌方法的正确性和有效性.     

基于分岔理论的永磁同步电机有限时间混沌控制

永磁同步电机运行系统具有不稳定的分岔特性,随着系统参数的变化,系统会在平衡点处发生分岔行为.首先,基于分岔理论构建了永磁同步电机的混沌模型.其次,通过研究系统的分岔参数,分析了系统在平衡点处的分岔特性,发现系统在零平衡点处会产生静态分岔并出现新的平衡点,随着参数的继续变化,系统在新的平衡点处发生连续的Hopf分岔,而连...     

永磁同步电动机的混沌模型及其模糊建模

推导出永磁同步电动机 (PMSM)的数学模型, 讨论了常输入电压、常外部转矩条件下系统的稳态特性. 该模型在适当的参数选择和外部输入下, 可以呈现出非常复杂的极限环或混沌行为. 基于Takagi_Sugeno模糊建模方法, 给出了永磁同步电动机的TS模糊模型, 这为进一步研究模糊和混沌理论的内在联系, 及利用基于模糊模型的控制方法控制混沌现象提供了一条途径. 计算机仿真结果表明TS模糊系统的吸引子与原系统的混沌吸引子是拓扑等价的.     

基于混沌同步的永磁同步电机控制

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。     

Analysis of Chaotic Synchronization Stability and Its Application to a Two-dimensional Advertising Competing Model

A class of map in which chaotic synchronization can occur is defined. The transverse Lyapunov exponents are used to determine the stability of synchronized trajectories. Some complex phenomena closely related to chaotic synchronization, namely riddled basin, riddling bifurcation and blowout bifurcation are theoretically analyzed. Riddling bifurcation and blowout bifurcation may change the synchronization stability of the system. And two types of riddled basins, i.e., global riddled basin and local riddled basin, may come into being after riddling bifurcation. An advertising competing model based on Vidale-Wolfe model is proposed and analyzed by the above theories at the end of the paper.     

混沌同步稳定性分析及在一个二维广告竞争模型中的应用

A class of map in which chaotic synchronization can occur is defined. The transverse Lyapunov exponents are used to determine the stability of synchronized trajectories. Some complex phenomena closely related to chaotic synchronization, namely riddled basin, riddling bifurcation and blowout bifurcation are theoretically analyzed. Riddling bifurcation and blowout bifurcation may change the synchronization stability of the system. And two types of riddled basins, i.e., global riddled basin and local riddled basin, may come into being after riddling bifurcation. An advertising competing model based on Vidale-Wolfe model is proposed and analyzed by the above theories at the end of the paper.     

分数阶超混沌系统的线性广义同步观测器设计

首先利用分数阶的常微分动力系统的稳定性理论,通过判断线性化后平衡点的稳定不变特性、辅助以分岔图分析等数值手段,给出了新近提出的改进型超混沌L讧系统对应分数阶系统产生混沌现象的阶次参数范围;进一步,设计了一类广义线性同步观测器,该观测器的动力学行为能与原系统实现任意的线性关系的广义同步,而经典的完全同步、反相同步以及投影同步可以视为本文提出方法的特例．最后的数值仿真进一步证实了本文提出的观测器设计方案的有效性．     

一类新的时滞混沌系统及其最小能量引导控制

提出了一类时滞混沌系统.从最大Lyapunov指数、相图和分叉图3个方面,揭示这类系统随其参数变化所产生的丰富动力学行为,并发现了大幅度拟周期(弱混沌)振荡现象,分析了这种振荡在工业中的危害以及可能的用途.提出了异时滞的高维混沌系统间的同步控制问题,并提出一种基于变增益反馈的最小能量控制法,用线性反馈控制器实现了快速的引导控制.因为反馈增益由一个小量随着同步误差的减小逐渐增大,本文提出的控制器可以有效减小控制所需的能耗.     

Rewiring-induced chaos in pulse-coupled neural networks

The dependence of the dynamics of pulse-coupled neural networks on random rewiring of excitatory and inhibitory connections is examined. When both excitatory and inhibitory connections are rewired, periodic synchronization emerges with a Hopf-like bifurcation and a subsequent period-doubling bifurcation; chaotic synchronization is also observed. When only excitatory connections are rewired, periodic synchronization emerges with a saddle node-like bifurcation, and chaotic synchronization is also observed. This result suggests that randomness in the system does not necessarily contaminate the system, and sometimes it even introduces rich dynamics to the system such as chaos.     

强迫布鲁塞尔振子动力学行为和全局指数同步的数值仿真

用Matlab软件数值模拟了系统分歧和混沌等的动力学行为发生的全过程,基于最大Lyapunov指数谱、分岔图、庞加莱截面以及功率谱和返回映射等仿真结果揭示了此系统混沌行为的普适特征.采用线性反馈同步控制方法实现该系统的全局指数同步.用Lyapunov第二方法从理论上证明了该同步方法的有效性.同时对同步系统进行仿真,验证了方法的有效性.     

多翼统一混沌系统的自适应同步及反同步

研究一种多翼统一混沌系统的同步及反同步问题,这种统一混沌系统将多种多翼混沌系统结合起来,通过调节系统参数可产生不同类型的混沌吸引子。分析多翼混沌系统中新发现的四维混沌系统的动力学特性,这种四维混沌系统可以产生一种形状似蝙蝠的吸引子。通过对系统的相图、李雅普诺夫指数谱和分岔图等动力学行为进行分析和数值仿真,验证了该系统具有丰富的混沌特性。通过Lyapunov稳定性理论和自适应控制方法,设计合适的非线性反馈控制器以及参数自适应率,实现该混沌系统的自适应同步。利用扩维的方法,实现不同维数的非同族混沌系统间的自适应反同步,在MATLAB中进行数值仿真,验证了所设计控制器和给出的参数自适应率的有效性和可行性。     

无速度传感器PMSM混沌运动的非奇异快速终端滑模控制

针对永磁同步电机调速系统中速度传感器存在安装缺陷及在某些特定的参数下电机会呈现混沌特性,提出了无速度传感器永磁同步电机滑模控制混沌抑制方法．在无速度传感器运行的永磁同步电机矢量控制调速系统基本框架下,采用非奇异快速终端滑模控制方法来抑制电机的混沌运动．首先在永磁同步电机的混沌模型基础上通过仿真验证了混沌现象的存在;然后利用扩张状态观测器（ESO）估计转速,构成无速度传感器永磁同步电机矢量控制系统;在此基础上设计了非奇异快速终端滑模控制器,当电机在某些参数条件下呈现混沌现象,即刻通过控制器的切入来抑制永磁同步电机的混沌运动．最后通过仿真验证该方法的有效性,保证电机运行稳定和可靠.