基于自适应模糊滑模控制的分数阶混沌系统的投影同步

基于模糊控制理论和滑模控制理论以及自适应控制理论,研究了一类含有外部扰动的不确定分数阶混沌系统的混合投影同步问题.提出了一种自适应模糊滑模控制的分数阶混沌系统投影同步方法.模糊逻辑系统用来逼近未知的非线性函数和外部扰动,并且对逼近误差采用了自适应控制,同时构造了一种具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面.应用分数阶Barbalat引理设计了自适应模糊滑模控制器和参数自适应律.最后数值仿真结果验证了所提控制方法的有效性.     

不确定扰动分数阶混沌系统自适应Terminal滑模同步

针对带扰动不确定分数阶混沌系统的同步问题,基于自适应Terminal滑模控制,设计了一种分数阶非奇异Terminal滑模面,保证误差系统沿着滑模面在有限时间内稳定至平衡点,在系统外部扰动和不确定性的边界事先未知的情况,设计了自适应控制率,在线估计未知边界,使得同步误差轨迹能到达滑模面。最后,以三维分数阶Chen系统和四维分数阶Lorenz超混沌系统为例,利用所设计的自适应Terminal滑模控制器进行同步仿真,验证了所给方法是有效性和可行性。     

基于自适应神经网络的分数阶混沌系统滑模同步

针对一类异结构不确定分数阶混沌系统的同步问题,基于Lyapunov稳定性理论和分数阶系统稳定性理论,提出一种神经网络结合干扰观测器的主动反馈控制方法. 设计一种非线性干扰观测器对干扰进行观测,通过滑模控制对未观测出的部分干扰进行补偿,最终实现分数阶混沌系统的同步.与现有方法相比,采用的模型更符合工程应用实际,且不需要已知不确定项上界.数值仿真验证了所提出方法的有效性和正确性.     

一类混沌系统的分数阶广义同步

针对一类参数未知的混沌系统,基于分数阶微积分和Lyapunov稳定性理论,设计出了一族分数阶广义同步控制器,此族控制器可通过选择不同分数阶次得到不同的控制效果,并且都能保证闭环混沌系统达到渐近广义同步.数值试验验证了此方法的有效性。     

分数阶超混沌系统的模糊控制和同步

采用分数阶T-S模糊模型对分数阶超混沌系统建模,采用并行分布补偿方法设计模糊控制器,通过适当设置状态反馈矩阵使得闭环极点位于稳定区域内,从而保证闭环系统满足渐近稳定性条件,通过设置同步状态反馈矩阵实现两个具有不同初始条件的分数阶Rossler超混沌系统的同步,数值仿真结果表明该方案的效果十分理想。     

分数阶混沌系统的主动滑模同步

结合主动控制和滑模控制原理,提出了一个同步分数阶混沌系统的主动滑模控制方法.该方法首先用分数阶积分对所有维状态分量设计一个滑模面,分数阶混沌系统在该滑模面上稳定.然后采用极点配置的方法获得主动滑模控制器中的增益矩阵.应用Lyapunov稳定性理论、分数阶系统稳定理论对所提的控制器的存在性和稳定性分别进行了分析.对分数阶Lorenz系统进行数值仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.     

一类分数阶超混沌系统的同步及其应用

应用分数阶微积分稳定性理论,提出了一类分数阶超混沌系统同步控制的新方法,通过在分数阶超混沌响应系统中设计两个控制器,实现了分数阶超混沌Chen系统之间的同步。并将该方案应用到保密通信中,利用混沌掩盖技术,实现了复杂非周期信号的安全传送,在接收端通过去掩盖,毫无失真地恢复了有用传送信号。数值仿真和理论分析结果的一致性表明了该方案的有效性和可行性。     

具有未知参数的不确定分数阶Sprott-C系统的Terminal滑模同步

基于滑模控制的优良性能,探讨了利用Terminal滑模控制实现分数阶混沌系统的有限时间同步问题,给出了滑模控制实现具有未知参数和扰动的分数阶Sprott-C驱动—响应系统(阶数0<α<1)的同步结论。通过构造合适的滑动模态曲面,针对系统未知参数上界已知和未知两种情况,设计了合适的分数阶控制器和参数自适应率,结合分数阶微分方程相关理论和有限时间稳定性定理,证明了实现该系统的同步控制结论,并对未知参数和扰动上界进行了准确估计。最后选取适当参数,通过数值仿真,验证了所给结论的有效性和可行性。     

分数阶混沌系统的自适应预测同步

结合自适应控制和预测反馈控制,提出了一种新的实现分数阶混沌系统同步的自适应预测控制方法.利用分数阶Lyapunov稳定性理论,导出了分数阶混沌系统同步的一些新的充分条件.与已有的结果相比,该方法无需反馈增益的先验知识,且收敛速度快和在实验中很容易实现.最后数值实验进一步验证了所提同步方法的有效性.     

Output Feedback Terminal Sliding Mode Control for a Class of Second Order Nonlinear Systems

In this study, a novel output feedback terminal sliding mode control (TSMC) approach is proposed for a class of second order nonlinear systems in light of the equivalent output injection sliding mode observer (SMO) method and TSMC principle. The SMO method is applied to reconstruct full states in finite time and the non‐singular TSMC algorithm is designed to stabilize system states to equilibrium points in finite time. The corresponding stability analysis is presented. An indispensable illustrative example is bench tested to validate the effectiveness of the proposed approach.     

统一混沌同步系统的高阶滑模控制研究

研究了一类具有匹配不确定性和外部扰动的统一混沌系统.通过对误差系统进行滑模变结构控制,实现了统一混沌系统的同步,并且利用滑模控制的特点,保证了同步系统的鲁棒性.当使用传统的趋近律方式的控制率时,系统往往会产生高频抖振,控制器在实际应用中得不到良好的效果.针对这一问题,利用高阶滑模的控制率,在保证系统鲁棒性的基础上,有效...     

无抖振离散滑模输出反馈控制方法及仿真研究

针对离散时间系统,提出了一种基于多速率采样输出反馈和幂次函数趋近律的离散滑模控制方法;理论分析表明,通过引入幂次函数可消除离散滑模控制系统的抖振;采用多速率采样技术,运用不同采样速率下的系统输出值表示系统状态,实现了仅用系统输入输出采样值完成离散滑模控制器的设计,减轻了控制系统设计的复杂性;仿真结果表明,控制器的输出、切换函数、系统的输出均不存在抖振现象,而且控制系统表现出了良好的动态特性。     

基于T-S模型的输出反馈滑模控制及应用

为了使系统满足品质要求并对不确定因素具有较强的鲁棒性,采用滑模控制方法。建立被控对象T-S模糊模型。针对系统状态不完全可测特点,采用迭代线性矩阵不等式方法,利用输出信息构造滑模面。根据系统品质要求,采用参数鲁棒设计方法,配置所需极点,确定相应在参数空间的映射关系。应用平行分布补偿算法,根据映射产生的参数样本训练T-S模糊控制器,实现等效控制律。在此基础上应用高增益方法设计切换控制律,保证系统对满足匹配条件的不确定因素具有较理想的自适应性。最后,直升机模型的仿真结果表明,方法具有很好的控制效果。     

Control and Synchronization Of A Class Of Uncertain Fractional Order Chaotic Systems Via Adaptive Backstepping Control

This paper presents the stabilization and synchronization problem of a class of fractional order chaotic systems with unknown parameters. A systematic step by step approach is explained to derive control results using an adaptive backstepping strategy. The analytically obtained control structure, derived by blending a systematic backstepping procedure with Mittag‐Leffler stability results, helps in obtaining the stability of a strict feedback‐like class of uncertain fractional order chaotic systems. The results are further extended to achieve synchronization of these systems in master–slave configuration. Thereafter, the methodology has been applied to two example systems, that is, chaotic Chua's circuit and Genesio‐Tesi system, which belong to addressed class, in order to show the application of results. Numerical simulation given at the end confirms the efficacy of the scheme presented here.     

Fractional‐Order Dynamic Output Feedback Sliding Mode Control Design for Robust Stabilization of Uncertain Fractional‐Order Nonlinear Systems

A robust fractional‐order dynamic output feedback sliding mode control (DOF‐SMC) technique is introduced in this paper for uncertain fractional‐order nonlinear systems. The control law consists of two parts: a linear part and a nonlinear part. The former is generated by the fractional‐order dynamics of the controller and the latter is related to the switching control component. The proposed DOF‐SMC ensures the asymptotical stability of the fractional‐order closed‐loop system whilst it is guaranteed that the system states hit the switching manifold in finite time. Finally, numerical simulation results are presented to illustrate the effectiveness of the proposed method.     

时滞系统的输出反馈滑模控制的一种奇异系统方法

利用一种奇异系统方法讨论了时滞系统的输出反馈滑模控制问题. 时滞系统的非线性项满足范数有界约束.首先,将滑动模态与线性切换面作为一个奇异时滞系统,基于奇异时滞系统的稳定性理论, 给出滑动模态稳定及切换面存在的线性矩阵不等式(Linear matrix inequality, LMI)充分条件.然后,给出使得系统闭环渐近稳定的静态输出反馈滑模控制器的设计方法,此控制器保证闭环 系统有限时间到达切换面.最后,用数值算例验证本文方法的有效性和正确性.     

分数阶控制系统

随着基于分数阶次的数学理论日益完善,分数阶控制系统也越来越广泛地被研究和讨论。为了完善分数阶控制系统的理论体系,给出了分数阶系统的总体综述。介绍了分数微积分的定义,给出了分数阶线性定常系统的传递函数和状态空间描述,简要介绍了分数阶控制系统的复频域分析和分数阶控制器及控制器的设计方法,并分析了几种设计方法的优缺点。分数系统的研究必然能找到合适的切入点广泛地进入现代控制领域,为真正实现工业控制自动化提供强有力的理论依据。     

Chen混沌系统的滑模同步控制方法

设计一种滑模控制器,用于实现2个相同Chen混沌系统的同步。根据主从Chen混沌系统满足Lyapunov稳定性理论的条件,设计滑模控制器,使用混沌掩盖的方法将其应用于保密通信中,以掩盖和无失真地恢复有用信号。实验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性和较高的安全性。