基于遗传算法的统一混沌系统的同步研究

混沌同步是当代非线性与控制学科中的一个热点问题.统一混沌系统为研究对象,将遗传算法和反馈同步法相结合,在同步混沌的过程中,针对反馈同步法在整定反馈增益矩阵时存在的困难,利用遗传算法对反馈增益矩阵进行动态地调整优化.还通过遗传算法使响应系统中的参数收敛于驱动系统中的未知参数.数值仿真实验表明,在驱动系统参数未知的情况下,响应系统能在短时间内或仅通过单个反馈增益变量实施反馈实现与驱动系统的同步,且其参数也能收敛于驱动系统中的未知参数.从而说明,文中所述方法的有效性.     

一个新的超混沌系统及其线性反馈同步*

绝对值项的非线性化作用往往可以代替平方项,Liu等人提出的类Lorenz系统中平方项用绝对值代替,并利用合适的反馈控制手段,可以构造一种新的含有绝对值项的超混沌系统。利用相图、Lyapunov指数、庞加莱映射与频谱分析等手段,证明了该系统是超混沌系统。利用线性反馈同步控制理论实现了新构造的超混沌系统的同步。数值仿真证明,只要选择合适的线性反馈控制增益矢量,就可以容易地实现驱动系统与响应系统之间的快速同步。     

基于冗余时钟源的工业无线网络时钟同步方法

所有设备的时钟同步是大规模工业无线网络系统的重要问题.为了提高同步精度,提出了通过基于TPSN算法的冗余主时钟同步偏差线性反馈算法,实现在多次同步过程的累积误差反馈补偿.理论分析与实验结果均表明,该算法对工业无线网络时钟同步精度的提高有明显作用.     

离散混沌系统的线性和非线性反馈同步法及其条件

基于离散系统稳定性理论和Pecora-Carroll混沌同步定理，研究了多变量离散混沌系统的同步问题．提出了线性和非线性反馈同步控制方法，同步系统反馈控制器由线性和非线性两部分组成，响应系统受驱动系统的所有变量驱动．通过分析误差系统的特征方程和计算响应系统的最大条件Lyapunov指数，分别导出了离散混沌系统的同步条件．将该方法应用于Henon映射系统，实现了两Henon混沌系统的同步控制．讨论了混沌系统的同步性能与控制参数的关系．基于Matlab软件的数值仿真结果表明了该方法的有效性．     

A Synchronization Approach for the Minimization of Contouring Errors of CNC Machine Tools

This paper presents a synchronization control approach for the minimization of contouring errors of multi-axis CNC machine tools. The contouring errors are presented by the position synchronization errors that are defined as differential position errors between each axis and its adjacent ones. Using cross-coupling concept, a decentralized tracking controller is developed with feedback of both position and synchronization errors, formed with a combination of feedforward, feedback and a saturation control. It is proven that this controller can asymptotically stabilize both position and synchronization errors to zero. The proposed controller does not require significant use of the system dynamic models. Experiments performed on a multi-axis machine tool demonstrate improved performance especially in the contouring error minimization.     

基于超混沌LC振子的全双工通信系统的研究

应用反馈同步技术,在超混沌电路上实现信号的全双工混沌保密通信。在理论上简要地讨论了双方的同步原理,从实验的角度验证了此通信系统的可行性,并给出了实验结果。     

基于输出反馈滑模控制的分数阶超混沌系统同步

以具有更大秘钥空间的分数阶超混沌系统为驱动系统和响应系统,利用具有实际应用意义的输出反馈滑模控制实现两个系统的同步.通过对同步误差系统方程进行结构分解,在辅助系统的基础上设计具有输出反馈特性的滑模控制律.在分数阶系统稳定性理论基础上利用MATLAB YALMIP工具箱对滑模参数进行整定,并利用分数阶Lyapunov稳定性定理证明了滑模控制律和自适应滑模控制律的稳定性.最后,数值仿真表明了本文方法的有效性和可行性.     

一类三维连续混沌系统的降维反馈同步控制

以线性时变连续系统的稳定性判别方法为依据，针对一类三维连续混沌系统，提出一种降维状态变量反馈同步办法。该方法的基本思想是应用导数不连续的V函数，结合比较原理，把高维时变大系统的稳定性判定，转化为低维定常辅助方程组稳定性判定。其基本步骤主要分为两步：第一步：通过数值仿真来确定状态变量的取值范围；第二步：利用线性化的误差系统来选择状态变量反馈函数和反馈增益，以满足相应Jaeobian矩阵的特征值随时间变化处处具有负实部。并以著名的Lorenz系统为例进行仿真分析，仿真结果表明该方法的有效性。另外，试验结果也表明，同步质苗不仅与同步办法有关，也同同步控制函数密切相关。     

统一混沌系统同步及在保密通信中的应用

对统一混沌系统的同步控制和在保密通信中的应用进行了研究．基于李亚普诺夫稳定性理论和线性矩阵不等式方法,设计出一种结构简单、反馈增益小、保守性小的输出反馈控制器;解决了状态不可测情况下统一混沌系统的同步控制问题,实现了性能良好的混沌同步．进而用混沌掩盖的方法将该同步方法应用于保密通信．最后以统一混沌系统的特殊情况洛伦兹系统为例进行了仿真．仿真结果表明可以实现渐近同步,应用于保密通信可以达到掩盖有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号．     

混沌系统与稳定系统的同步控制研究

通过对异结构混沌系统的广义投影同步进行分析研究,发现其本质为利用驱动系统的输出信号构造合适的非线性反馈控制器,使得响应系统具有和驱动系统相一致的拓扑结构,从而两系统可以同步.在此基础上,认为只要构造一个合适的控制器就有可能使得一个混沌系统和任意一个系统发生同步,数值仿真主要针对一个稳定系统,构造合适的非线性反馈控制器,实现其和一个四维混沌系统的广义投影同步,表明了理论推导的正确性和所设计的控制器的有效性.     

Robust synchronization of fractional-order unified chaotic systems via linear control

A new scheme for accomplishing synchronization between two fractional-order unified chaotic systems is proposed in this paper. The scheme does not require that the nonlinear dynamics of the synchronization error system must be eliminated. Moreover, the parameter of the systems does not have to be known. A controller is a linear feedback controller, which is simple in implementation. It is designed based on an LMI condition. The LMI condition guarantees that the synchronization between the slave system and the master system is achieved. Numerical simulations are performed to demonstrate the effectiveness of the proposed scheme.     

On the control of max-plus linear system subject to state restriction

This paper deals with the control of discrete event systems subject to synchronization and time delay phenomena, which can be described by using the max-plus algebra. The objective is to design a feedback controller to guarantee that the system evolves without violating time restrictions imposed on the state. To this end an equation is derived, which involves the system, the feedback and the restriction matrices. Conditions concerning the existence of a feedback are discussed and sufficient conditions that ensure the computation of a causal feedback are presented. To illustrate the results of this paper, a workshop control problem is presented.     

分布式多媒体系统中的媒体同步

本文介绍分布式多媒体系统中的媒体同步问题，着重介绍了基于MPEG－I的分布式多媒体系统中，视频和音频的同步以及媒体服务器和客户之间的流同步。     

异结构超混沌系统动力学分析和同步控制策略研究

基于混沌同步控制理论研究,结合同步控制与线性反馈控制方法,提出一种针对异结构超混沌系统的同步控制策略.在Chua混沌系统和Chen混沌系统理论研究基础上,通过增加两个反馈控制器得到两个异结构五阶混沌系统,对其进行动力学分析,证实其为五阶超混沌系统,并基于Mathmatic环境下对其模型进行数值仿真,得到其平面相图.采用全状态投影同步方法实现对其同步控制,并用龙格库塔算法进行数值模拟,证实该同步方法有效可行.     

Secure Synchronization Control for a Class of Cyber-Physical Systems With Unknown Dynamics

This paper investigates the secure synchronization control problem for a class of cyber-physical systems (CPSs) with unknown system matrices and intermittent denial-of-service (DoS) attacks. For the attack free case, an optimal control law consisting of a feedback control and a compensated feedforward control is proposed to achieve the synchronization, and the feedback control gain matrix is learned by iteratively solving an algebraic Riccati equation (ARE). For considering the attack cases, it is difficult to perform the stability analysis of the synchronization errors by using the existing Lyapunov function method due to the presence of unknown system matrices. In order to overcome this difficulty, a matrix polynomial replacement method is given and it is shown that, the proposed optimal control law can still guarantee the asymptotical convergence of synchronization errors if two inequality conditions related with the DoS attacks hold. Finally, two examples are given to illustrate the effectiveness of the proposed approaches.      

基于自适应无源化的蔡氏电路混沌同步

根据蔡氏电路混沌系统的特点,得出了蔡氏电路混沌驱动系统与响应系统的误差系统.根据混沌系统的同步条件,可将混沌的同步问题转化成为误差系统的稳定性问题,即使混沌同步误差系统渐近稳定以实现混沌同步控制.针对蔡氏电路混沌系统的误差系统,采用自适应无源化方法,设计了使同步误差系统渐近稳定的具有自适应功能的反馈镇定器.该控制方法实现了2个蔡氏电路混沌系统同步,仿真研究验证了该方法的有效性.     

异维异构混沌系统同步及其在保密通信中的应用

构建一个新的四维超混沌系统,并对系统的基本非线性动力学特性进行了较系统的分析。利用主动控制同步法设计合适的非线性反馈控制器,同时将此同步系统成功地运用到混沌遮掩保密通信中,实现了四维超混沌系统与三维Lorenz系统之间的异维异构同步。数值仿真结果进一步表明了此方法的可行性和实用性。     

时滞混沌系统的同步与反同步及其在保密通信中的应用

根据Lyapunov稳定性理论结合线性矩阵不等式技巧,研究了一类时滞混沌神经网络的同步与反同步问题,设计了各自的状态反馈控制器,并从理论上实现了此类时滞混沌系统的同步与反同步。最后将此类混沌系统应用于保密通信,通过同步与反同步系统的切换,设计出具体的数字保密通信方案,数值仿真验证了该方法的有效性。     

基于两步控制策略的混沌系统全局有限时间同步

本文研究了无刷直流电机(brushless direct current motor,BLDCM)混沌系统的全局有限时间同步问题.利用混沌吸引子的有界性,提出了两步控制策略.首先不施加控制,让主–从混沌系统各自的轨迹收敛到各自的吸引子中,并估计了吸引子的界和收敛时间;再对收敛到吸引子的从系统施加状态误差反馈控制,根据有限时间稳定性理论,得出该控制器在满足一定条件时,两个相同的混沌系统可以快速达到有限时间同步.这种方法在主从系统的初始值相差很大的情况下可以大大减少控制成本,并且可以并估计同步时间.文章最后用仿真结果验证了所得判据的可行性和有效性.     

不同空间Julia集的非线性广义同步

基于利用线性耦合实现空间Julia集线性广义同步的研究成果,本文通过应用非线性反馈控制和引入变量变换的方法解决了空间Julia集的非线性广义同步问题.首先基于变量变换,得到误差空间Julia系统,为了镇定该系统使其实现非线性广义同步,给出了确定的非线性函数关系式.另外,根据空间Julia集的稳定区域,解析地确定了实现非线性广义同步的耦合强度的稳定域.然后,给出了稳定的复不动平面与空间Julia集的同步的关系.最后,用一个例子验证了该解析方法是可行的.