一类三自由度碰撞振动系统的Poincaré映射的对称性，分岔及混沌

考虑了一类具有对称刚性约束的三自由度碰撞振动系统.建立了系统的Poincaré映射,并导出了Poincaré映射的对称性.把映射不动点的稳定性与分岔理论应用于该系统,分析表明Poincaré映射的对称性完全抑制了对称周期n-2运动的周期倍化分岔,Hopf-flip分岔和pitchfork-flip分岔,并证明了两个反对称的周期n-2运动具有相同的稳定性.数值模拟得到了对称周期n-2运动的音叉分岔,Hopf分岔和Hopf-Hopf分岔.此外,通过Poincaré截面投影相图的形式研究了由音叉分岔通向混沌的路径.     

非线性不平衡转子-轴承-密封系统的动力学行为研究

建立了同时考虑非线性油膜力和非线性密封力的转子-轴承-密封耦合系统的动力学方程,并采用数值模拟的方法对这个耦合系统的分岔和混沌行为进行了研究,通过系统响应随转子转速变化的分叉图和最大Lyapunov指数曲线图、一些典型的Poincare截面图、轴心轨迹图和时间响应图来反映系统响应从周期运动通过倍周期分岔,最后到达混沌的运动及其演变过程。     

含多吸引子的忆阻混沌系统的分析与实现

采用磁控忆阻器作为Sprott-J系统的负反馈,构造了一个新的具有无限平衡点的4维忆阻混沌系统,将所有的非线性项都集中在一个方程中．分析系统的耗散性、平衡点集的存在性和稳定性,以及Lyapunov指数和维数,利用分岔图和Lyapunov指数谱观察并研究该混沌系统的动力学特征．Matlab数值仿真结果表明,新系统是耗散系统且具有1个线平衡点集．动力学分析结果表明,新忆阻Sprott-J系统在改变参数时存在反倍周期分岔现象,改变初始条件时,系统出现多吸引子共存现象．研究系统在不同初始条件和系统参数下的分岔特性,得到系统混沌与混沌、混沌与周期、周期与周期共存的多吸引子特性．采用Multisim软件对系统进行电路模拟及数值仿真,结果表明,数值仿真结果与相应的电路结果相吻合,验证了新忆阻Sprott-J混沌系统的物理可行性．研究为忆阻Sprott-J混沌系统在图像加密领域的应用提供了理论基础．     

一个新的超混沌吸引子及其控制

基于Lü混沌系统,构造了一个新的四维超混沌系统.分析了该系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图、系统的分岔图和Lyapunov指数谱等基本动力学特性.数值模拟结果表明,新的四维系统随着新引入的参数变化能够在周期态、复杂周期态、拟周期态、混沌态及超混沌态之间转变.利用线性反馈控制法讨论了该超混沌系统不稳定平衡点的镇定,数值模拟结果与理论分析一致.     

一个新的超混沌吸引子及其控制

基于Lü混沌系统,构造了一个新的四维超混沌系统.分析了该系统平衡点的性质、超混沌吸引子的相图、系统的分岔图和Lyapunov指数谱等基本动力学特性.数值模拟结果表明,新的四维系统随着新引入的参数变化能够在周期态、复杂周期态、拟周期态、混沌态及超混沌态之间转变.利用线性反馈控制法讨论了该超混沌系统不稳定平衡点的镇定,数值模拟结果与理论分析一致.     

滑动轴承-裂纹转子系统的非线性稳定性分析

利用打靶法结合Floquet理论,对裂纹转子系统稳态周期运动的稳定性进行了分析与研究,揭示了裂纹转子系统同步周期运动分岔导致概周期运动与混沌运动的演变过程．数值计算表明：裂纹转子系统稳态周期运动失稳存在鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔三种形式;刚性支承裂纹转子系统周期运动失稳一般只发生在ω0／3和2ω0／3转速附近,较大的裂纹方位角和适度的偏心量有利于提高系统周期运动的稳定性;滑动轴承支承的裂纹转子系统周期运动一般只在ω0／3、ω0／2和2ω0／3转速附近发生分叉失稳,采用三油叶轴承支承有利于提高滑动轴承-裂纹转子系统周期运动的稳定性．     

两自由度碰撞振动系统的动力学分析

基于Poincaré映射的方法,通过解析的方法导出了一类具有阻尼的两自由度碰撞振动系统的单碰周期n次谐运动存在性判据,经过数值模拟验证了理论分析的正确性,并给出了分析其稳定性的判别公式,通过数值模拟,讨论系统的局部分岔与全局分岔,同时比较了系统参数变化对其周期运动的影响,发现在强阻尼、弱激励、小质量比、较大恢复系数下系统将会出现较多的有规律的周期碰撞．     

一类同步磁阻电机混沌系统的分析与控制

针对同步磁阻电机系统中的混沌现象,在分析运动特性的基础上,提出了一种自适应控制方法。首先,该方法验证了某些特定的参数和工作条件下系统会出现复杂的混沌运动。然后,对Lyapunov指数图、分岔图和相图进行分析。再以Lyapunov稳定性理论为基础,提出了系统在已知参数与未知参数下的自适应控制器。该控制器克服了以往一般自适应控制器中空置率不连续的缺点,使系统脱离了混沌。仿真结果验证了理论分析的正确性以及该方法的可行性,对研究优良的控制方法提供了理论参考。     

平面2R机器人中的混沌运动现象

本文作者利用混沌数值分析法中的Poincare截面法和最大Lyapunov指数分析法 ,对平面 2R机器人基于比例微分控制时的混沌运动现象进行了研究。分析出该动力系统由倍周期倒分岔进入混沌运动状态 ;并获得了混沌运动产生的参数条件。所得结果对机器人进一步的混沌控制和动力学特性的改善具有指导意义     

平面2R机器人中的混沌运动现象

本文作者利用混沌数值分析法中的Poincare截面法和最大Lyapunov指数分析法，对平面2R机器人基于比例微分控制时的混沌运动现象进行了研究。分析出该力由倍周期倒分岔进入混沌运动状态，并获得了混沌运动产生的参数条件，所得结果对机器人进一步的混沌控制和动力学特性的改善具有指导意义。     

纠缠混沌系统的比例积分滑模同步

基于滑模控制研究纠缠混沌系统的滑模同步与比例积分滑模同步,利用滑模及比例积分滑模方法设计滑模面和控制器,采用滑模等速趋近律,根据Lyapunov稳定性理论对系统轨线在滑模面及不在滑模面运动两种情形进行分析,在设计的滑模面和控制器的共同作用下可使误差系统在有限时间内趋近于坐标原点,得到系统取得滑模同步和积分滑模同步的两个充分条件。研究表明:选取适当的控制器与滑模面,纠缠混沌系统的主从系统取得滑模同步和积分滑模同步。     

二维混沌系统的自适应同步控制研究

针对ＳＧ（速度梯度）法的特点,对一类具有未确定参数及原点不平衡混沌系统的同步控制进行了分析和讨论,提出了广义ＳＧ方法及广义稳定定理,获得了此类系统广义稳定条件,给出了强迫Ｖａｎ ｄｅｒ Ｐｏｌ系统三维相图,且以此系统为例提出了自适应同步处理方法。这对实施混沌保密通信和混沌编码通讯具有重要的意义。     

Sliding Mode Control of Fractional-Order Memristive System

A sliding mode controller for a fractional-order memristor-based chaotic system is designed to address its problem in stabilization control. Firstly, a physically realizable fractional-order memristive chaotic system was introduced, which can generate a complex dynamic behavior. Secondly, a sliding mode controller based on sliding mode theory along with Lyapunov stability theory was designed to guarantee the occurrence of the sliding motion. Furthermore, in order to demonstrate the feasibility of the controller, a condition was derived with the designed controller''s parameters, and the stability analysis of the controlled system was tested. A theoretical analysis shows that, under suitable condition, the fractional-order memristive system with a sliding mode controller comes to a steady state. Finally, numerical simulations are shown to verify the theoretical analysis. It is shown that the proposed sliding mode method exhibits a considerable improvement in its applications in a fractional-order memristive system.     

一类非线性混沌系统的自适应滑模同步

基于自适应滑模控制方法,研究一类非线性混沌系统在模型不确定和外部扰动的情况下的同步问题。设计一种新的非奇异终端滑模面,并证明其稳定性。利用Lyapunov稳定性理论,推导出一种滑模控制律,将误差系统轨迹驱动到滑模面上,保证滑模运动的发生。应用上述控制方案得到一类带有模型不确定性和外部扰动项的整数阶及分数阶非线性混沌系统的同步。以分数阶Victor-Carmen系统为例进行数值仿真,验证了本研究提出的滑模控制技术的适用性和有效性,并验证了本研究的理论结果。     

基于遗传算法的道路安定极限优化求解方法

为解决长期往复车辆荷载作用下道路结构易产生弹塑性变形的问题, 基于静力安定定理研究Hertz荷载作用下半无限空间Mohr-Coulomb结构的安定行为, 引入遗传算法构建往复车辆荷载作用下道路结构安定极限下限值的高效计算方法。通过与现有求解方法进行对比和参数分析, 验证了新方法的准确性,计算过程在10 s内完成。     

混沌修正函数投影同步研究及其在保密通信中的应用

研究了具有不匹配参数和外界扰动的混沌系统的修正函数投影同步问题.基于Lyapunov稳定性理论和滑模变结构控制方法,设计了鲁棒自适应滑模控制器,使得混沌驱动系统和响应系统按照期望的函数尺度因子矩阵实现同步.该方法不需要预先知道不确定参数和外界扰动的上下界,其不确定性通过自适应率得以解决,具有较强的实用性和鲁棒性.基于这种方法设计出混沌保密通信系统,数值仿真表明了该同步控制方法和保密通信方案的有效性.     

分数阶Victor-Carmen混沌系统的自适应滑模控制

根据分数阶微积分的相关理论利用自适应滑模控制方法研究分数阶Victor-Carmen混沌系统的滑模同步控制问题,设计分数阶滑模函数并给出控制器的构造,利用Lyapunov稳定性理论给出严格的数学证明,得到系统取得滑模同步的两个充分性条件。研究结果表明:选取适当的控制律以及滑模面下,分数阶Victor-Carmen系统取得混沌同步。数值算例表明该方法有效。     

Chatter free sliding mode control of a chaotic coal mine power grid with small energy inputs

An augmented proportional-integral sliding surface was designed for a sliding mode controller. A chatter free sliding mode control strategy for a chaotic coal mine power grid was developed. The stability of the control strategy was proven by Lyapunov stability theorem. The proposed sliding mode control strategy eliminated the chattering phenomenon by replacing the sign function with a saturation function, and by replacing the constant coefficients in the reaching law with adaptive ones. An immune genetic algorithm was used to optimize the parameters in the improved reaching law. The cut-in time of the controllers was optimized to reduce the peak energy of their output. Simulations showed that the proposed sliding mode controller has good, chatter free performance.     

基于混沌系统反同步辨识系统所有参数

基于李亚普诺夫稳定性理论,从反同步角度研究了混沌和超混沌系统参数识别问题.参数观测器和控制器可以解析得到,所有控制器简单且容易在实验中实现.以Lorenz系统和超混沌Chen系统为例,数值模拟表明该方法可以精确的识别它们所有参数,且该方法具有很强的鲁棒性,并具有一定的普适性.     

Stabilization of Uncertain Fractional Memristor Chaotic Time-DelaySystem Based on Fractional Order Sliding Mode Control

基于分数阶滑模控制的不确定分数阶时滞忆阻混沌系统的稳定

丁大为,刘芳芳,王年,梁栋

（1.安徽大学,电子信息工程学院,合肥 230601;

2.安徽大学,教育部智能计算与信号处理重点实验室,合肥 230601）

创新点说明：

1）设计一种基于分数阶忆阻器的混沌系统的分数滑模控制策略,该系统具有时滞,使系统状态渐近稳定。#$NL 2）所提出的控制器使用Lyapunov稳定性定理,该定理保证了同阶和不同阶系统的稳定性,分别讨论了该系统在加干扰和不加干扰四种情况下的稳定情况。#$NL 3）为有效地说明所提出的控制方案的有效性,引用了两个反例。

研究目的：

为控制基于分数阶忆阻器的时滞系统的混沌现象,设计一种结合滑模控制技术和分数阶微积分理论的分数阶滑模控制器。

研究方法：

1）利用Lyapunov稳定性理论对控制方案进行理论分析,确保存在或不存在不确定性和干扰的情况下同阶和不同阶系统的稳定性。

2）给出四个例子来证明所提出的控制方法的正确性和有效性。

3）数值模拟基于改进的Adams-Bashforth-Moulton预估算法。

研究结果：

1）同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可以达到稳定。

2）非同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可以达到稳定。

3）具有不确定性和扰动的同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可以达到稳定。

4） 具有不确定性和扰动的非同阶系统加上设计的分数阶滑模控制方法后可达到稳定。

结论：

1）滑模控制具有抗干扰的能力。

2）在Lyapunov稳定性定理的基础上,控制律可以使分数阶时滞忆阻器混沌系统渐近稳定,从理论上证明了设计的控制方案是可行的。

3）该方法也适用于在不确定性和干扰的情况下同阶和非同阶系统。

4）仿真结果表明了提出的滑模控制方法的正确性和有效性。

5）数值仿真说明该控制方法可以使分数阶时滞忆阻器系统在有限时间内达到稳定状态。6）引用两个反例验证了所提出的控制方案的有效性。

关键词：分数阶系统;时滞;混沌控制;不确定性;滑模控制