开关磁阻调速电机混沌特征分析与混沌扩频策略

为了研究数字控制开关磁阻调速电机非线性特性,进而改善系统性能,以Matlab软件为基础建立了系统非线性数值仿真模型。利用相空间重构理论分析了系统转速偏差变化率时间序列,结合不同运行工况下关联维数和最大Lyapunov指数计算结果,证明了系统存在混沌现象。在此基础上提出一种利用转速偏差变化率实现混沌调频的新方法,并与Chua’s电路混沌调频策略对比论证,给出了母线电流功率谱分布的仿真和实验结果。实验结果证实了文中方法可以提高系统的电磁兼容性能。     

基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制

研究了较大周期性扰动下电力系统的分岔与混沌行为。借鉴混沌同步思想,设计了滑模变结构控制器,将混沌振荡系统同步到稳定的系统,实现混沌振荡抑制。给出了控制器推导方法,采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。运用Matlab进行数值仿真,结果表明所设计的控制器是有效的,能达到预期效果。     

基于自适应Terminal滑模的混沌振荡控制

针对电力系统负荷扰动满足一定条件时就会产生混沌振荡现象,提出了一种自适应Terminal滑模混沌控制方法.利用Lyapunov指数证明了系统存在混沌振荡,应用简单电力系统分析了周期性负荷扰动下的动力学行为,设计了Terminal滑模动态使得系统能够快速收敛,给出了扰动的自适应律.应用Matlab/Simulink仿真平台对含噪声和不含噪声的电力系统进行仿真验证.仿真结果表明,该控制方法能够有效地镇定电力系统混沌振荡.     

蔡氏电路的仿真研究

从理论分析和仿真两个角度分别研究非线性电路中的混沌现象。蔡氏电路是一个典型的混沌电路,只要改变其中一个元件的参数,就可产生多种类型混沌现象。在Matlab的平台上编制相关系统和蔡氏电路数学模型的计算机仿真程序,就可实现双蜗卷和单蜗卷状态下的同步。研究结果表明在相同的混沌行为下,仿真实验与理论分析结论十分吻合,能准确地观察到混沌吸引子的行为特征。     

基于混沌理论的电力系统谐波检测

在分析了间歇混沌模型-Duffing振子的混沌特性基础上,研究了电力系统谐波的混沌检测原理与方法,基于Matlab/Simulink软件平台,建立了仿真模型,给出了在强噪声下电力系统谐波检测的仿真结果。仿真结果表明,Duffing振子对于与参考信号频差较小的周期信号较为敏感,对频差较大的周期干扰信号具有较强的免疫力,应用于实际电力系统谐波的该振子检测精度高,抗噪性强。     

用参数不匹配混沌系统的脉冲同步方法抑制铁磁谐振过电压

根据非线性动力学理论和铁磁谐振的特性,提出一种新的抑制铁磁谐振的概念——用同步脉冲控制理论使过电压系统与正常工作的系统同步。通过Matlab软件仿真计算,表明该方法能有效实现谐振系统与正常系统的快速同步,大幅降低控制能量,并突破以往研究仅抑制混沌形态过电压的局限。同时,首次应用ATP-EMTP软件对采用脉冲抑制铁磁谐振的方法进行仿真,仿真结果同样验证了该理论的有效性。     

一个三维混沌系统的控制与同步

为了研究一个三维自治混沌系统的控制与同步问题,应用自适应控制方法研究混沌系统不稳定平衡点的镇定问题,得出了该系统关于平衡点渐近稳定的一个充分条件,并利用Lyapunov函数和LaSalle不变原理对结论给予了严格的证明.设计了一个较简单的控制器,采用非线性反馈控制方法研究了此混沌系统的错位同步问题,实现了响应系统和驱动系统之间的错位同步,并在Matlab上进行实例仿真.仿真结果表明自适应控制方法的快速有效性和错位同步的可实现性.     

开关磁阻电机调速系统的混沌扩频研究

为解决开关磁阻电机的转矩脉动大、电磁干扰严重,本文介绍了一种基于蔡氏电路的混沌扩频方法,通过Matlab编写蔡氏电路函数和蔡氏混沌随机PWM信号,并和常规PWM信号比较,分析两种PWM驱动脉冲调制下的母线电流谐波的频谱分布。最后将MATLAB/SIMULINK软件中的仿真与dsPACE实验平台连接观察并分析常规PWM与混沌PWM控制下的开关磁阻电机调速系统电磁干扰。     

基于Logistic映射的DCSK混沌通信系统的仿真实现

扩频序列的选择涉及扩频通信的性能,对移动通信和个人便携通信的发展均将产生重要影响.文章利用Matlab对零均值L0gistic映射的混沌序列进行仿真,分析了该序列不同于其他扩频码的特点及优势,验证了将其作为扩频序列的可行性.在此基础上,对基于该序列的混沌通信系统--DCSK进行可视化仿真,讨论了其良好的扩频码特性和抗干扰特性,认为该系统为进一步研究混沌扩频通信搭建了一个良好的仿真平台.     

开关电感Buck-Boost变换器的非线性行为控制研究北大核心

以电流模式控制开关电感Buck-Boost变换器为研究对象,通过数值仿真得到了电路系统的分岔图、庞加莱截面图、最大Lyapunov指数、雅可比矩阵特征值,分析了变换器电路系统非线性行为及混沌产生的原因,推导出了电路系统的稳定判据。首次采用参数微扰法对开关电感Buck-Boost变换器的非线性行为进行了控制,并计算了扰动强度和扰动相位。最后进行了相应的Matlab/Simulink仿真和实验电路验证,实验结果与仿真结果一致。研究结果表明,采用参数微扰法可有效抑制电路系统的混沌。     

Adaptive actuator failure compensation design for unknown chaotic multi‐input systems

In this paper, an adaptive control approach is designed for compensating the faults in the actuators of chaotic systems and maintaining the acceptable system stability. We propose a state‐feedback model reference adaptive control scheme for unknown chaotic multi‐input systems. Only the dimensions of the chaotic systems are required to be known. Based on Lyapunov stability theory, new adaptive control laws are synthesized to accommodate actuator failures and system nonlinearities. An illustrative example is studied. The simulation results show the effectiveness of the design method. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

具有传输通道时间延迟的一类混沌系统脉冲控制同步

针对一类混沌系统同步控制问题,利用脉冲微分方程的稳定理论,研究了传榆信号具有时间延迟的混沌系统脉冲同步问题,给出了两个混沌系统实现全局渐进同步的判据方法。该方法仅采用具有时间延迟的驱动系统与响应系统输出偏差的线性反馈作为脉冲控制信号,驱动两个混沌系统达到全局渐进同步,且适用于绝大多数混沌系统的同步控制。所设计的控制器结构简单,收敛速度快,易于实现。Roessler混沌系统的仿真实验进一步验证了该方法的有效性和可行性。     

Rossler系统的混沌控制

根据Rossler系统的动力学方程,数值仿真了系统随自身参数变化的全局分岔图,分析了参数变化引起系统动力学行为的变化。针对系统混沌状态,分别用自适应控制法和控制法两种方法对系统进行控制,仿真结果显示:两种控制法均能将系统控制在稳定的周期轨道。对比了两种控制法对系统控制的结果,在自适应控制中,随着控制参数逐步减小,系统由单周期运动经倍化分岔为双周期运动,再经倍化分岔序列最终通向混沌,动力学行为规则,对应控制参数选择区域连续;在控制中,系统由混沌状态转变为三周期运动,随着控制参数逐步增大,周期运动发生倍化分岔,再经倍化分岔序列通向混沌,系统动力学行为丰富,对应控制参数选择区域范围明确。为Rossler系统的动力学行为研究和混沌控制提供了理论支持,为Rossler系统在工程领域的应用及控制提供了参数选择区域,为其它系统的混沌控制及动力学行为研究提供了经验和方法。     

七阶混沌振荡电力系统的自耦PD控制

为了抑制七阶电力系统中的混沌振荡,根据自耦PID控制理论提出了一种简单的混沌控制方法。该方法首先将七阶混沌系统控制问题分解为三个严格反馈子系统的控制问题,然后将每个子系统已知和未知动态分别定义为一个总扰动,进而将三个子系统等价映射为一个三阶线性扰动系统和两个二阶线性扰动系统。据此分别构建了在总扰动反相激励下的三个受控误差系统。根据自耦PID控制理论,分别设计了一个扩展自耦PD控制器和两个自耦PD控制器。最后分析了每个子系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。仿真结果验证了所提控制方法的有效性,每个状态变量均能由混沌振荡状态恢复到稳定运行状态,且控制信号光滑。因此该方法在电力混沌振荡控制系统领域具有良好的实际应用前景。     

Spatio-temporal co-operative phenomena in CNN arrays composed of chaotic circuits—simulation experiments

This paper presents results of a simulation study of complex dynamic phenomena in arrays composed of interacting chaotic circuits. Such arrays can be thought of as a new paradigm for modelling non-linear phenomena in spatially extended (high-dimensional or infinite-dimensional) systems and active media with potential applications in signal processing. Depending on the connection structure between the cells, the array can show disorganized hyperchaotic behaviour or spatially ordered chaotic waves. Patterns of behaviour depending on the excitation of the array and the connection structure are studied in this paper. Chua circuits are taken as standard chaotic cells.     

The online parameter identification of chaotic behaviour in permanent magnet synchronous motor by Self-Adaptive Learning Bat-inspired algorithm

One of the main issues in engineering is the identification of nonlinear systems. Because of the complicated as well as unexpected behaviours of these chaotic systems, it is introduced as special nonlinear systems. A minute change in the primary conditions of such systems would lead to significant variations in their behaviours. On the other hand, due to simple structure of Permanent Magnet Synchronous Motors (PMSM) and its high applications in industry, the use of this machine is dramatically increasing these days. The reflection of a chaotic behaviour as the Permanent Magnet Synchronous Motor is positioned in a particular area. In the model of PMSM, the exact parameters of the system are required to properly control and spot the error. In this paper, Self-Adaptive Learning Bat-inspired Optimization algorithm is used for solving both offline and online parameter estimation problems for this chaotic system. In addition, noise is considered as one of influential factors in control of PMSM. According to simulation results, it can be claimed that the proposed algorithm is a very powerful algorithm for online parameter identification for PMSM.     

混沌扩频序列在CDMA通信系统中的应用

混沌是非线性系统中出现的确定性的、类随机的过程.混沌系统最基本的特征是对初始条件极端敏感,这些独具特色的性质使得混沌在通信应用领域尤其在伪随机码的产生方面有着很好的应用前景.本文首先分析几类混沌动力学模型-Logistic、Kent、chebyshev、logistic-chebyshev混沌序列,随后以MATLAB的Simulink为仿真平台,把混沌扩频序列应用到DS-CDMA系统中.分析不同混沌扩频序列在多址环境和多径环境下的误码率,验证了混沌扩频技术应用于CDMA通信系统中的可行性和优越性.     

避雷器对具有混沌效应铁磁谐振过电压的影响

铁磁谐振是一种具有显著非线性动力特征的电磁现象.电力系统中存在着许多非线性元件,电力系统运行方式变化及系统设备的操作都可能激发铁磁谐振.它产生的长时间的过电压和过电流给电力系统安全带来巨大威胁.应用基础数学理论研究铁磁谐振可为其预防和抑制提供数学理论依据.为此,利用分岔图,相平面图等数学工具首次研究了并联金属氧化物避雷...     

Signal clustering of power disturbance by using chaos synchronization

This study develops and applies a chaos synchronization-based detection method for an engineering application of monitoring power quality disturbance. The new method can detect minor dynamic changes in signals. Likewise, prominent characteristics of system signal disturbance can be extracted by this technique. The method is then combined with the extension recognition algorithm to accurately apply to signal clustering of power disturbance. According to extensive computer simulation results and a comparison among three typical chaotic systems, it is confirmed that the proposed method is well applicable using various chaotic systems, mostly with very high accuracies. As compared with other traditional methods, the new method is shown to have higher accuracy, faster computing speed and better expandability. It is foreseen that if the method can be implemented by system-on-chip in the near future, it will find many real engineering applications such as hand-held power quality analyzers and auxiliary means for on-line real-time detection, among others.