不确定分数阶高维混沌系统的自适应滑模同步

混沌及其同步已经成为研究的热点,随着分数阶混沌系统建模的需要,分数阶低阶混沌系统的同步控制已经取得了很多结果,国内外针对分数阶高维混沌系统的同步控制方面的研究还十分罕见,本文考虑了不确定因素和外部扰动的影响,利用自适应滑模方法研究高维不确定分数阶混沌系统的同步,基于同步控制理论给出了滑模函数的设计和控制器的构造,获得分...     

不确定分数阶混沌系统有限时间同步

针对分数阶混沌系统在不确定性和外界干扰下的有限时间同步问题,设计了一个新的分数阶滑模面,解析地证明了它可在有限时间收敛到零.采用自适应律,实现了外部扰动的边界值和系统非线性项Lipschitz常数的估计.为了确保有限时间内滑模运动的发生,设计了自适应分数阶滑模控制器.结合Lyapunov稳定性理论,解析地证明了有限时间...     

不确定分数阶多驱动一响应混沌系统同步

针对一类新的多驱动一响应混沌系统同步方式,基于分数阶系统稳定性理论和Lyapunov稳定性理论,运用追踪控制和滑模自适应控制方法设计了同步控制律和参数自适应律.对象模型考虑了不确定因素的影响,首先选取一类稳定的分数阶滑模曲面,然后提出了一种鲁棒同步方案.最后数值仿真验证了方案的正确性和有效性.     

新的分数阶混沌系统及其同步控制

研究了一个新的分数阶系统的混沌动力学行为.基于分数阶微积分理论和数值模拟,发现在该新的分数阶系统中存在混沌,并且得出该分数阶系统能产生混沌吸引子的最低阶数为2.49阶.根据分数阶动力系统稳定性理论,通过设计非线性控制器,实现了新的分数阶混沌系统的投影同步,该方法设计简便,并且不需要计算Lyapunov指数,数值模拟结果验证了该同步方法的有效性.     

基于投影法的不确定分数阶混沌系统自适应同步

针对一类具有未知参数、未知非线性函数及外部扰动的分数阶混沌系统,基于分数阶系统稳定性理论和Lyapunov稳定性理论,该文提出一种基于滑模自适应和投影法的同步控制策略。首先选取一类稳定的分数阶积分滑模面,运用自适应技术对不确定项进行估计,设计了同步控制器。然后对自适应设计中容易出现的增长型自适应律运用投影法进行修正,以保证参数有界,从而也保证控制输入有界。最后数值仿真证明了所设计控制器的正确性和有效性。     

分数阶超混沌系统的动力学分析及同步

对一个新的超混沌系统通过分数阶线性系统稳定性理论分析得出其分数阶形式,并利用matlab仿真得出该系统的混沌吸引子图像.接着对该分数阶系统的同阶数和不同阶数两种形式进行异结构的同步分析,设计自适应同步控制器,实现该系统的异结构同步,数值仿真的结果表明设计控制器很好的实现了驱动系统和响应系统的同步.     

分数阶简并光学参量振荡器系统的混沌及同步

构建了分数阶简并光学参量振荡器系统,利用分数阶系统稳定性理论,得到了分数阶简并光学参量振荡器系统存在混沌现象的必要条件,给出了系统在满足必要条件下的混沌吸引子.实现了分数阶简并光学参量振荡器混沌系统的混沌同步,在同步过程中并未删去响应系统的所有非线性信息,理论分析和数值研究结果的一致性表明了该方法的有效性.     

分数阶混沌系统的DSP Builder设计方法

为了克服模拟电路分数阶混沌系统设计易受外界条件影响,提出了一种基于DSP Builder设计分数阶混沌系统的方法.以分数阶Jerk系统为例,采用一种数字差分算法设计混沌系统,分析了分数阶混沌系统的动力学特性.仿真结果表明,分数阶混沌系统的DSP Builder设计方法是一种有效的分析方法,这为分数阶混沌系统的数字设计提供了新的思路.     

分数阶混沌激光器系统的同步

利用反馈控制和分数阶系统稳定性理论,实现了分数阶混沌激光器混沌系统的混沌同步,给出了反馈控制器的具体形式和同步理论的严格数学证明.在同步过程中并未删去响应系统的任何非线性信息,数值仿真结果和理论分析结果的一致性表明了该方法的有效性.     

Delta算子框架下混沌系统的鲁棒滑模同步控制

针对DoS(Denial of Service)攻击和网络故障下的非线性耦合混沌系统,提出了一种Delta算子框架下鲁棒滑模同步控制方法。首先,对于连续时间和离散时间的非线性耦合混沌系统,依据Delta算子理论,建立Delta算子框架下的统一模型;其次,对提出的Delta算子混沌同步误差系统设计线性滑模面,并利用线性矩阵不等式(LMI)方法给出滑模面存在的充分条件;再次,对上述同步误差系统设计滑模控制器,使之能够在有限时间内快速到达滑模面,实现非线性耦合混沌系统的渐近同步;最后,仿真算例结果表明在所设计的控制器下,同步误差趋于零,实现渐近同步,说明了所提方法的可行性和有效性。     

Output tracking of uncertain fractional-order nonlinear systems via a novel fractional-order sliding mode approach

In this paper, a board class of uncertain fractional-order nonlinear systems is considered. A novel fractional-order sliding mode controller for output tracking of a time-varying reference signal is designed which can conquer the uncertainties and guarantees the asymptotic convergence of the system output toward the desired time-varying reference signal. For this purpose, an appropriate sliding surface is designed where maintaining the system’s states on this surface leads to asymptotic vanishing of error signal. Moreover, by tacking the fractional derivative of order α from the sliding surface, the convergence of system’s trajectories into the sliding surface in a finite time is proven. Finally, in order to verify the theoretical results, the proposed method is applied to a fractional-order gyroscope model and computer simulations show the efficiency of the proposed method in output tracking.     

Passivity-based fractional-order integral sliding-mode control design for uncertain fractional-order nonlinear systems

This paper concerns with the problem of designing a passivity-based fractional-order (FO) integral sliding mode controller for uncertain FO nonlinear systems. Utilizing the FO calculus, it is showed that the state trajectories of the closed-loop system reach the FO switching manifold in finite time. The control law ensures the asymptotical stability on the sliding surface. A parameter adjustment scheme for FO integral sliding surface is proposed by using the linear matrix inequality (LMI) approach. The proposed controller can be applied to different systems such as chaotic systems. Finally, simulation results are provided to show the effectiveness of the proposed method controlling chaos in FO Chua circuit and FO Van-der-Pol oscillator.     

Sliding mode based harmonic oscillator synchronization

This paper deals with the synchronization problem of harmonic oscillatory systems, such as two- and three-phase harmonic oscillators. Synchronization between referent and controlled harmonic oscillators, based on amplitude and phase control, is pursued by employing a variable structure control system. Synchronization is achieved by organizing sliding mode along the intersection of two appropriate nonlinear sliding surfaces, individually providing amplitude and phase identity. In case of three-phase harmonic oscillator synchronization an additional symmetry condition arises, which is handled by introduction of another sliding surface. Parameter perturbations and external disturbances are taken into consideration in control system design. Variable structure controllers for two- and three-phase synchronization are designed, which provide sliding mode along the intersection of sliding surfaces in finite time in spite of present disturbances. Ideal sliding dynamics is proved to be insensitive to internal and external disturbances resulting in an ideal harmonic response. Mathematical analysis as well as experimental and simulation results are presented.     

Linear estimator for fractional systems

We address the issue of state estimation of nonlinear incommensurate fractional-order systems via linear observer in this paper. The basic idea is proposed under a synchronization framework which makes the response system a linear observer for the state of the drive system. By developing this approach, a linear time-invariant synchronization error system is obtained, and stability analysis is relied on the theory of linear incommensurate fractional-order systems. The suggested tool proves to be effective and systematic in achieving global synchronization. Simulation results verify and illustrate the effectiveness of the proposed method on some new fractional-order hyperchaotic systems.     

参数未知混沌动力学系统滑模变结构同步控制研究

将自适应技术、系统辨识技术应用于混沌动力学系统的同步控制，提出了一种基于参数估计的自适应混沌变结构同步控制方法。针对混沌动力学系统参数未知的情况，根据已知系统的输入输出序列，构造系统的误差方程，并利用误差方程的Jacob矩阵，求解使系统收敛的取值条件，在状态控制器的作用下，使系统中的未知参数逐步逼近精确值，实现具有不同初始点、系统参数未知的混沌动力学系统的同步控制。     

光刻机主从滑模同步控制系统设计

针对光刻机掩模台与工件台的运动同步性问题,采用主从控制结构,设计了滑模同步控制系统.直线电机和音圈电机构成粗动-精动双执行器结构以保证音圈电机不会达到位移饱和.在常规PID控制系统基础上增加了掩模台精动滑模同步控制器.根据扫描周期内掩模台和工件台的运动特点设计了时变滑模面,在同步性要求很高的曝光扫描时间段内逐渐增大时变...     

分数阶光敏神经元的动力学特性分析及其同步研究

神经元是神经系统的基本单位,神经元模型的准确性影响对其本质特征的分析和理解。该文研究了由分数阶电容和电感构成的分数阶光敏FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元电路。利用分岔图、相轨迹图和时间序列图分析了分数阶光敏神经元模型的动力学特性。研究发现,随着分数阶阶次的降低,分数阶光敏神经元的活跃度增加。当选取不同参数时,神经元系统可以诱发不同的放电模式,如周期放电态、混沌放电态和尖峰放电态。此外,利用电突触耦合的方式连接两个分数阶光敏神经元。通过调整耦合强度,可以实现分数阶光敏神经元系统之间的相位同步和完全同步。最后,采用dSPACE验证了外部光信号对神经元兴奋性的调制作用。