Fuzzy controller based on chaos optimal design and its application

In order to overcome difficulty of tuning parameters of fuzzy controller, a chaos optimal design method based on annealing strategy is proposed. First, apply the chaotic variables to search for parameters of fuzzy controller, and transform the optimal variables into chaotic variables by carrier-wave method. Making use of the intrinsic stochastic property and ergodicity of chaos movement to escape from the local minimum and direct optimization searching within global range, an approximate global optimal solution is obtained. Then, the chaos local searching and optimization based on annealing strategy are cited, the parameters are optimized again within the limits of the approximate global optimal solution, the optimization is realized by means of combination of global and partial chaos searching, which can converge quickly to global optimal value. Finally, the third order system and discrete nonlinear system are simulated and compared with traditional method of fuzzy control. The results show that the new chaos optimal design method is superior to fuzzy control method, and that the control results are of high precision, with no overshoot and fast response.     

非线性混沌放大器的研究

根据混沌运动对初始值的敏感依赖性及符号动力学所提供的初始值和混沌轨道的 一一对应性的理论基础,发现了实现非线性混沌放大器的可行性,依此设计了其电路实现方案, 该研究扩大了混沌理论的应用领域．     

多涡卷混沌同步技术的研究

混沌信号是确定性非线性系统产生的极其复杂的不确定的信号,具有对初始条件的极端敏感性。将混沌信号引入保密通信系统的设计,具有保密能力强,系统简单等优点。而混沌同步是实现混沌保密通信的重要条件。研究多涡卷混沌系统的同步技术,设计多涡卷混沌保密通信系统,能进一步提高混沌系统的保密性能,增加破译难度。通过采用相互耦合法、自适应同步法对多涡卷混沌系统进行同步的仿真研究,设计正确的同步驱动函数和选择恰当的参数,两个混沌系统能达到同步。对其同步性能进行比较,可以发现自适应同步法的同步建立的时间较短,而耦合同步法的误差较小,两者各有优缺点。在混沌保密通信系统的设计中应按具体要求适当地选择混沌系统的同步方法。     

复合材料层合板的多脉冲混沌动力学研究

利用非自治系统的广义Melnikov方法研究了受面内与横向简谐激励共同作用的四边简支复合材料层合矩形板的多脉冲混沌动力学行为。基于含有多个相互耦合非线性项复合材料层合板的二自由度非线性常微分运动控制方程,利用非自治系统的广义Melnikov方法,从理论上证明了复合材料层合板存在多脉冲混沌运动,并根据理论结果作了相应的数值模拟研究,进一步验证了所得出的结论。     

斜光格子中玻色－爱因斯坦凝聚的Melnikov混沌控制

研究了斜光格子中玻色-爱因斯坦凝聚的混沌特征,利用直接微扰法获得了Gross-Pitaevskii方程的微扰解。理论解析表明:这个微扰解是混沌解,因为它满足Melnikov混沌判据,此结果意味该系统存在混沌行为,而相应的数值模拟结果印证了其理论结果。然而,系统的混沌可以通过调节系统参数或改变初始条件加以控制,由此表明,系统参数或初始条件在控制混沌中扮演了非常重要的角色。     

不确定连续非线性系统鲁棒混沌反控制

为了实现一类非线性系统的鲁棒混沌反控制,提出非线性不确定系统鲁棒混沌反控制的非线性比例积分微分控制 （NPID）方法.该方法借助微分跟随器和数值微分环节分别提取驱动混沌动态系统和受控系统输出的微分信号，并在此基 础上根据时间加权的误差绝对值积分（ITAE）最小的原则设计非线性比例积分微分控制器，使受控系统的输出能良好地 跟踪驱动混沌系统输出，实现非线性不确定系统的鲁棒混沌反控制.将混沌反控制的适用范围由离散时间系统拓展到连续 时间系统，由参数结构已知的线性稳定系统拓展到参数结构未知的非线性稳定和不稳定系统.分析和仿真结果表明，微分 跟随器和数值微分环节可以对驱动混沌动态系统和受控系统的微分信号进行高精度实时提取，控制策略具有鲁棒性，控 制器的设计具有不受李雅普诺夫指数配置求取困难和微分几何控制器设计计算复杂性的约束.     

时滞反馈混沌同步及其抗噪优越性

噪声抑制是混沌同步通信急于要解决的关键问题之一。混沌系统的反馈同步一般采用非时滞反馈方式,该文提出了混沌系统时滞反馈同步抑噪的方法,并以Lorenz混沌系统为例,证明了驱动系统和响应系统均为Lorenz混沌系统时,采用时滞反馈控制,驱动系统和响应系统同步稳定的充分条件。文中将时滞反馈控制同步用于噪声抑制,表明效果比一般同步方式好很多。通过模拟存在信道噪声的情况下,采用Lorenz系统用参数调制进行信号传输,证实了时滞反馈同步的抗噪优越性。     

混沌控制的研究进展和展望

混沌控制是非线性科学应用的新研究领域。本文介绍了十年来取得的重要进展以及研究思想,对混沌控制的不同策略进行了综述,重点阐述了OGY方法以及自适应控制方法的思想和当前的发展,对模糊逻辑以及神经元网络应用于混沌控制和建模也作了介绍。最后,简要地指出了混沌控制的研究方向。     

一种新的离散混沌系统的延时反馈控制

以跟踪误差渐进趋近于零为基础,提出了一种新的离散混沌系统延时反馈控制方法。该方法利用离散混沌系统的N步延时输出来估计系统的不稳定N周期轨道,并作为跟踪目标,使受控混沌系统既能稳定到相空间的确定点,又能稳定到N周期轨道。理论分析和实验均表明该控制方法具有鲁棒性。     

Chaotic phenomena and small signal stability region of electrical power systems

In this paper, chaos phenomena and its influence on the power system small signal stability region (SSSR) are studied. We first review the studies on the SSSR, and point out that it is very important to make clear whether there exist some chaotic components on the boundary of the SSSR. Next, with some analytic skills of nonlinear dynamic system, we give a complete bifurcation diagram of a chaos existing in a sample power system, from a limit cycle (period-1) to chaotic state through cascading period-doubling bifurcation. The characteristics of the system energy varying in the continuous bifurcation are also shown. Thus a conclusion that chaos is always out of the Hopf bifurcation components (HB) on the SSSR's boundary. Based on this conclusion and some further studies, we confirm that, from the viewpoint of power system engineering, we do not need to consider the existence of chaos in the SSSR and its boundary. Therefore greatly simplifying the study of SSSR. Moreover, some aspects of the attractive regi     

基于非线性控制的异结构混沌同步控制

针对一种新的三维连续自治混沌系统的异结构同步控制进行了研究.基于Lyapunov稳定性理论,设计出一种确保系统渐近同步的非线性控制器;并且在此基础上采用参数自适应控制策略对系统中不确定的参数进行估计.从理论上证明了在系统参数未知或结构不确定时,能够实现新混沌系统和Lorenz混沌系统之间性能良好的异结构混沌同步控制,同时识别出未知参数.数值模拟结果进一步验证了所提方案的有效性.     

Periodic and chaotic dynamics of composite laminated piezoelectric rectangular plate with one-to-two internal resonance

The bifurcations and chaotic dynamics of a simply supported symmetric cross-ply composite lami- nated piezoelectric rectangular plate are studied for the first time, which are simultaneously forced by the transverse, in-plane excitations and the excitation loaded by piezoelectric layers. Based on the Reddy’s third-order shear deformation plate theory, the nonlinear governing equations of motion for the composite laminated piezoelectric rectangular plate are derived by using the Hamilton’s principle. The Gal...     

基于Feistel结构的混沌密码编码算法

本文讨论了混沌映射与密码编码算法间的相似性和区别，研究了将实数集实数映射成有限集整数的方法。该文在传统的Feistel结构算法基础上提出了一种基于混沌的128位密钥的分组混沌密码算法，用混沌映射实现了密码中非线性变换。     

基于非线性控制的异结构混沌同步控制

针对一种新的三维连续自治混沌系统的异结构同步控制进行了研究．基于Lyapunov稳定性理论，设计出一种确保系统渐近同步的非线性控制器；并且在此基础上采用参数自适应控制策略对系统中不确定的参数进行估计．从理论上证明了在系统参数未知或结构不确定时，能够实现新混沌系统和Lorenz混沌系统之间性能良好的异结构混沌同步控制，同时识别出未知参数．数值模拟结果进一步验证了所提方案的有效性．     

路径积分法在非线性随机动力中的应用

利用路径积分法研究非线性动力系统的混沌响应,计算了高斯随机激励的混沌系统的瞬时概率密度等概率性质,并讨论高斯噪声对确定性系统混沌运动的影响．研究表明在噪声强度一定的情况下,其随机系统的概率密度的演化可以用来刻画该混沌吸引算子的结构特征．     

混沌系统的周期反馈控制与动态控制方法研究

分析Lorenz系统的非线性动力学行为的稳定特性，提出一个强度周期反馈控制器，采用周期反馈控制方法对Lorenz系统的混沌行为进行了控制，并对混沌控制过程进行了理论分析与数值仿真，该方法能把Lorenz混沌系统控制到某一平衡态或某一周期态上．通过实时改变控制参数，研究了几个典型物理状态变化现象，丰富了Lorenz混沌系统的应用方法。     

采用动态变量反馈控制同步混沌的研究

采用动态变量反馈控制方法研究了同步混沌运动,具体针对由Ｌｏｒａｎｚ方程描述的两个混沌运动,以一个混沌运动的动态变量作为目标轨迹,对另一个混沌运动进行状态反馈控制,使后跟踪前,达到两混沌运动的完全同步。     

混沌之美

从第一个混沌系统Lorenz系统发现以来,混沌学获得了长足发展,其极度复杂性和丰富性超乎人们的想象。该文从多个方面展现混沌的独特之美,包括古老哲学概念的神奇、近代科学思想的革新、确定性与随机性的辩证统一、混沌生成机制之谜,以及新近发现的一些风姿多彩的混沌吸引子相图。     

一类浑沌系统的状态预估及控制

本文研究了一阶差分方程所代表的一类浑沌系统，用不变测度意义下的等价概率模型描述这类系统，给出了具体建模方法，并据此实现状态的实时预估，进而提出了一种简单实用的消除浑沌且具有期望设定值的控制方法。仿真实验说明了本文方法的有效性。     

混沌干扰下的随机共振研究

利用随机共振现象可以实现弱信号检测,目前大量的研究是在白噪声或色噪声背景下进行的,对于混沌干扰下的随机共振的研究却很少。研究了混沌背景干扰下的信号检测,发现在混沌干扰下双稳系统也会发生随机共振现象,因此可以检测出淹没在混沌干扰中的信号;在混沌与噪声同时存在的混合背景下,随机共振现象仍然存在,混合背景可以发生与单一噪声背景类似的随机共振现象。