反馈信号的滞后对混沌控制的影响

针对Pyragas延时反馈控制方法和自适应延时反馈控制方法，研究反馈信号滞后对混沌控制效果的影响。以信号滞后时间τ0作为分岔参数，得到控制系统状态变量对τ0的分岔图，该图表明信号滞后对两种混沌控制方法的控制效果均有不同程度的影响。与Pyragas延时反馈控制方法相比，自适应延时反馈控制方法具有较强的鲁棒性。另外，该方法能够在较短的时间内将混沌系统稳定在期望的周期轨道上。     

一种控制器实现不同Chua混沌状态系统同步通信

混沌保密通信中,驱动系统和响应系统可能存在初值和参数不同以及两混沌系统中非线性元件特性不一致等问题.介绍了一种控制器,并用Lyapunov稳定性理论对控制器进行了稳定性分析.利用MATLAB对控制器的控制能力进行了仿真实验分析,做出了同步吸引子、同步误差及同步通信等图形.证明了两个结构完全相同的Chua混沌系统在混沌状态完全不同,甚至是非混沌状态的情况下,控制器能有效地控制它们同步通信;而且控制器也能控制两个结构不完全相同的Chua混沌系统同步通信.     

3自由度齿轮系统的混沌控制

针对含有时变啮合刚度的3自由度间隙非线性齿轮系统模型在其部分参数区间发生的混沌运动,提出一种多步混沌控制方法,借助该方法实现了系统混沌吸引子内部不稳定周期轨道的稳定化。建立3自由度齿轮系统的动力学模型,通过对其不稳定周期轨道结构的分析,观测到系统不稳定周期轨道的Jacobi矩阵存在位于单位圆上的复共轭特征值,以及周期轨道存在不稳定维数变异和稳定维数变异的现象,表明齿轮系统的非双曲性质。为了解决传统混沌控制方法不适用于非双曲系统的难题,分别以不稳定周期轨道的不稳定方向和稳定方向两种途径构造控制算法,通过连续的参数扰动将系统状态驱动到周期轨道点的局部稳定流形上。数值试验表明多步控制方法对于高维非双曲系统的长周期轨道控制是十分有效的。     

动态油膜―柔性转子系统混沌运动的控制

借助最优控制混沌动力特性的方法,仅通过最优过程中的可调小参数的瞬态干扰反馈。将非稳态非线性油膜力作用下的不平衡转子系统出现的混沌运动,引导到嵌入在混沌吸引子内无数不稳定周期轨中预期的一个轨,并使之稳定。数值结果表明动态油膜—转子系统中的混沌运动也是可以有效控制的。     

基于OGY方法的间隙非线性齿轮系统混沌控制

针对单级间隙非线性齿轮系统在部分参数区域发生的混沌运动,运用OGY(Ott-Grebogi-Yorke)控制原理以两种途径实现了混沌吸引子内部不稳定周期轨道的稳定化。考虑到经典OGY方法只适用于离散动力系统的局限性,根据系统运动方程及其变分形式,指出了将OGY控制算法直接应用于周期性连续时间系统的方法和步骤;对于系统方程未知的情形,根据系统轨线频闪数据时间序列,从中提取不稳定周期轨道及计算参数扰动所需的信息,实现了混沌控制。通过数值模拟比较了采用这两种途径的控制效果。     

含双侧约束碰撞振动系统的OGY混沌控制

以单自由度含双侧约束碰撞振动系统为研究对象,数值仿真了系统1-1-1周期运动经周期倍化分岔和Grazing分岔向混沌转迁的路径;给出了OGY控制方法的原理和步骤。利用混沌运动对参数微小扰动的敏感性和混沌轨道的遍历性质,选择嵌入混沌吸引子中的一个不稳定不动点作为控制目标,当系统状态访问目标不动点的微小邻域时,给系统参数施加微小扰动,把混沌控制到期望的目标轨道。仿真结果表明,在极短的时间内系统的混沌得到了抑制。     

基于神经网络模型预测控制的混沌运动的研究

为了实现混沌运动的控制,应用神经网络模型预测控制的策略。首先通过系统辨识建立要控制的混沌系统的神经网络模型,并设计出神经网络模型预测控制器,然后通过该控制器对混沌运动进行预测控制,使混沌吸引子中的不稳定周期轨道被镇定到不动点。最后借助MATLAB平台进行数字仿真,结果表明该控制方法对混沌控制是有效的。     

一类非线性磁流变系统的混沌动力学特征

基于Silnikov定理,讨论一类基于磁流变阻尼器非线性系统的混沌特性。借助卡尔达诺公式和微分方程组级数解,分别讨论该系统的特征值问题和同宿轨道的存在性,进而比较严密地证明该系统Silnikov型Smale混沌的存在性,并给出发生Silnikov型Smale混沌所需条件。利用数值模拟得到该类磁流变阻尼器非线性系统的相轨迹图、Lyaponov指数谱和Lyaponov维数,进一步验证该非线性系统存在奇怪吸引子。     

基于神经网络模型预测控制的混沌运动的研究

为了实现混沌运动的控制,应用神经网络模型预测控制的策略.首先通过系统辨识建立要控制的混沌系统的神经网络模型,并设计出神经网络模型预测控制器,然后通过该控制器对混沌运动进行预测控制,使混沌吸引子中的不稳定周期轨道被镇定到不动点.最后借助MATLAB平台进行数字仿真,结果表明该控制方法对混沌控制是有效的.     

齿轮系统参数平面内的分岔结构

基于含有间隙和时变啮合刚度的非线性单级齿轮系统动力学模型,对参数平面内周期运动和混沌运动的分岔结构进行了研究。通过分岔计算得到了啮合刚度的波动幅值、激励频率、激励力的波动幅值以及平均激励力分别与阻尼比构成的参数平面内的域界;通过多项式曲线拟合,得出了相应的域界方程;并由拟合方程确定了周期运动的稳定参数域和混沌吸引子的激变点。结果表明,通过对参数平面内分岔结构的研究,稳定参数域可以为非线性齿轮系统的分析和设计提供依据;混沌吸引子的激变点有助于确定不稳定周期轨道,以便于控制混沌。     

空间刚性冗余度机器人混沌运动控制的延迟反馈控制法

提出了消除空间刚性冗余度机器人关节运动轨迹漂移混沌现象的延迟反馈控制法。给出的一个空间4R刚性冗余度机器人在基于雅可比矩阵的伪逆方法使其末端重复跟踪工作空间内的一条封闭路径时的混沌控制的算例证明了所提方法的有效性。研究表明,在适当的参数下,系统的混沌运动可以转变为规则的周期运动。研究为解决冗余度机器人的伪逆控制非重复性问题开辟了新的有效途径。     

混沌运动特征的数值试验分析

阐述了混沌运动的特征,以Duffing方程系统为例详尽地阐述了混沌运动特征的数值试验分析方法,包括相轨的直接观察法、频闪采样法、Poincare截面法、赝相空间法、自功率谱法、Lyapunov指数及分维数分析法,对混沌工程学的研究具有一定的指导意义。     

惯性稳定平台自适应前馈控制

结合反馈控制提出了一种自适应前馈控制方法来提高惯性稳定平台稳定控制的指令跟踪性能。应用子空间辨识算法,由输入输出数据辨识稳定平台动态模型的状态空间描述;采用频域回路成型方法设计反馈回路控制器,用于抑制外部扰动。应用递推最小二乘(RLS)自适应滤波器构建反馈控制回路逆模型,构造指令信号的全通特性,提高指令跟踪能力。针对不同的指令信号进行跟踪实验,验证了自适应前馈控制方法的有效性。实验结果表明:提出的自适应前馈方法对阶跃指令响应快,超调量可由反馈控制的30%降低至4.5%,对30 Hz正弦信号的响应幅值无衰减,相位滞后由反馈控制的90°降低至54°。得到的结果显著提高了系统的暂态性能,控制性能优于单独的反馈控制回路。     

Adaptive extended state space predictive control for a kind of nonlinear systems

This paper presents an adaptive nonlinear predictive control design strategy for a kind of nonlinear systems with output feedback coupling and results in the improvement of regulatory capacity for reference tracking, robustness and disturbance rejection. The nonlinear system is first transformed into an equal time-variant system by analyzing the nonlinear part. Then an extended state space predictive controller with a similar structure of a PI optimal regulator and with P-step setpoint feedforward control is designed. Because changes of the system state variables are considered in the objective function, the control performance is superior to conventional state space predictive control designs which only consider the predicted output errors. The proposed method is tested and compared with latest methods in literature. Tracking performance, robustness and disturbance rejection are improved.     

改进型高鲁棒性校正器的研究

鲁棒性是校正器设计的一个重要指标,本文在最优滤波器,状态反馈控制与合理的相角裕量的基础上,提出一种改进型的高鲁棒性校正器,这种方法可应用于有不确定性因素或变参数场合下的控制系统设计,以保证生产过程的安全,本改进型校正器的优良特性由仿真实验加以证实。     

非线性反馈控制系统中的混沌控制

把输入—状态线性化的方法用于混沌控制。仿真分析了一种非线性反馈系统的动力学行为,用相轨迹及功率谱法证实了在某些参数和初始条件下该系统会产生混沌行为,用输入—状态线性化的方法设计了反馈控制器,使混沌系统实现了稳化和跟踪,仿真结果证明了该方法的有效性。     

柔性冗余度机器人振动主动控制

采用振动主动控制方法降低柔性冗余度机器人的弹性动力响应。设计了具有压电作动器与应变传感器的机敏连杆 ,建立了离散时变受控系统的状态空间表达式。利用 Bellman动态规划设计 L QR状态反馈控制器 ,并提出了一种状态估计的近似方法。平面 3R柔性冗余度机器人的仿真算例表明 ,采用该方法可以使柔性冗余度机器人的动力学性能得到显著的改善     

汽车悬架混沌系统的速度反馈控制研究

基于磁流变减振器的汽车悬架系统具有明显的滞后非线性，这直接导致了系统存在分岔与混沌的可能性。分析了汽车悬架系统在路面单频周期激励下的受迫振动，揭示了该系统振动存在：昆沌的可能性，并在此基础上，利用速度反馈控制方法对这类混沌行为进行了控制，为利用混沌序列提供了理论基础。     

基于时间延迟反馈的Duffing非线性振子混沌运动的控制研究

依据时间延迟反馈控制的基本思想，采用延迟时间参数自适应的控制策略，实现了控制非线性Duffing振子从混沌运动到周期运动的转变。数值仿真结果表明，该控制策略对低周期和较高周期控制具有效性和优越性。