改进型广义Lorenz系统的微控制器电路实现

针对用模拟电路实现的混沌系统存在参数离散性大、调试复杂、电路通用性差等缺点,在综合改进型广义Lorenz系统及其折叠吸引子特性的基础上,提出基于微控制器数字电路设计与实现三维改进型广义Lorenz系统.采用Euler算法对改进型广义Lorenz系统的连续状态方程进行了离散化处理,建立了适合微控制器实现的运行算法,通过软件编程获得了数字电路实验输出.实验结果与数值仿真结果完全一致,表明了基于微控制器数字电路实现混沌系统的可行性,生成的数字混沌系统具有较好的通用性、软件可移植性,该设计思路可推广到一般的或高维的混沌系统电路的设计与实现.     

LC振荡型忆阻混沌电路及时滞反馈控制

将磁控忆阻器耦合于LC振荡电路中,得到了一种新的忆阻混沌电路.随后通过理论上的动力学分析、数值仿真、电路实验等验证了该电路的混沌特性.为了实现电路的混沌控制,设计了一种新型模拟时滞控制器.利用该控制器将混沌电路状态变量加以延时并反馈至原电路中.数值仿真和电路实验结果均表明,所设计的时滞控制器可实现混沌电路的镇定控制.进一步研究时滞控制下电路的分岔行为,发现时滞控制下的电路又可通过倍周期分岔进入超混沌.     

分数阶时滞复Lorenz混沌系统的控制与同步

基于分数阶时滞非线性系统稳定性理论,设计线性反馈控制器,实现分数阶时滞混沌系统的控制;基于矩阵配置控制器的设计方法,利用时滞分离法,实现参数未知的分数阶时滞混沌系统的同步。以分数阶时滞复Lorenz系统为例进行了研究,分别分离原系统各个变量的实部和虚部,将其转化为分数阶时滞非线性系统,研究其混沌特性,实现了混沌系统的控制以及利用矩阵配置控制器的设计方法实现了参数未知的混沌系统的同步,数值仿真验证了结果的有效性,易于工程实现。     

基于DSP Builder的Lorenz系统时滞混沌实验方法

DSP Builder是一个算法级设计工具,使得基于FPGA的算法实现变得快速、便捷。本文在研究Lorenz时滞混沌系统的基础上,尝试提出一种基于DSP Builder和FPGA的数字离散混沌系统解决方法,采用一种数字差分算法和一种简易时滞环节,实现了Lorenz吸引子和类陈氏吸引子。     

Lorenz混沌系统的自时滞同步

针对自时滞混沌同步进行研究,在Lorenz混沌系统的基础上引入双时滞,得出不同于Lorenz混沌系统的新吸引子,并有效设置时滞控制器和参数辨识器,实现Lorenz混沌系统的自时滞同步。利用Matlab的数值仿真结果证明,该自时滞混沌同步方法可行、有效,并且同步时间较短。     

时滞扰动Lorenz系统及其同步电路实现

以Lorenz系统为模型,构造一个具有多个正的Lyapunov指数的四维时滞混沌系统,分析了其基本动力学行为,并利用滤波网络技术对新系统进行了可切换电路设计.然后,基于Lyapunov方法给出了两个相同高维时滞系统的耦合同步条件,根据所提出的同步方法设计了自同步控制电路.实验表明了该时滞系统具有丰富的动力学行为,所设计的同步控制电路结构简单,易于实现,能够通过调节部分元件参数获得较好的同步性能.     

一种类Lorenz系统的变形与超混沌实现

对一种类Lorenz系统进行变形,利用新的状态反馈控制器实现超混沌.相图、Lyapunov指数等证明该系统产生的吸引子是超混沌吸引子.利用Lyapunov指数谱和分岔图分析该系统,发现在参数改变时该系统能够在周期态、准周期态、混沌态与超混沌态之间转变.设计了一个模拟电子线路,电路实验与数值仿真结果具有很好的一致性.     

广义Lorenz系统的模糊建模和同步

广义Lorenz系统包括经典Lorenz系统和无穷多个结构相似但不拓扑等价的混沌系统.针对广义Lorenz规范式(GLCF)结构,基于T-S模型进行了系统的模糊重构;利用Lyapunov稳定性理论和反馈同步的思想实现了重构系统的同步,并推导了误差系统以衰减率α实现全局渐近稳定的充分条件.统一混沌系统和扩展Liu系统均属于典型的广义Lorenz系统.利用LMI方法对这两个混沌系统所进行的仿真实验结果表明,该模糊同步方法对于满足GLCF的所有混沌系统均适用.     

基于线性控制器的时滞混沌系统同步与数字电路实现

以Lorenz时滞混沌系统为研究对象,基于Lyapunov-Krasovskii泛函理论,设计了一组线性控制器实现混沌同步. 所设计的控制律简单,鲁棒性强并且易于实现. 为验证所提出的控制算法的有效性,基于DSPbuilder设计了时滞混沌系统的数字电路,并在数字电路上完成了混沌系统的同步仿真. 仿真结果表明所设计的控制器取得了很好的控制效果.     

Lorenz系统族的自时滞混沌同步研究

基于Lyapunov-krasovskii泛函理论,研究了Lorenz系统族的自时滞混沌同步问题.理论上对误差系统进行分析,设计出简单通用的时滞同步控制器.通过数值仿真可知,同步收敛速度与控制器的控制参数有密切关系,在给定控制参数的条件范围内系统能达到较满意的同步效果.实验结果表明该方法对一类混沌系统的自时滞同步具有现实可行性.     

简化Lorenz系统多翅膀混沌吸引子的设计与电路实现

基于简化Lorenz系统,通过设计非线性函数,得到单方向多翅膀混沌吸引子.在此基础上,通过引入切换控制函数,得到了网格多翅膀混沌吸引子.通过相图、耗散性、平衡点、分岔图和Poincaré截面方法,分析了系统的动力学特性.结果表明,该多翅膀系统具有丰富的动力学行为.设计并实现了网格多翅膀系统的模拟电路,通过示波器观测到网格多翅膀混沌吸引子,验证了该系统的物理可实现性,电路实验结果与数值仿真结果相一致.     

基于DSP Builder的四维时滞混沌系统数字电路设计与仿真

以Lorenz混沌系统为基础,通过线性反馈扩展系统维数,设计一个四维混沌系统,分析系统的动力学特性。在引入时滞量后,进一步观察这个系统的动力学行为。为了克服模拟电路设计混沌系统的固有缺陷,将混沌系统进行离散化处理,提出基于DSP Builder软件设计时滞混沌吸引子的方法。通过数字电路的优化设计,参数的合理配置,该系统的信号幅度控制合理,计算机仿真结果表明在DSPBuilder下与MatLab下结果一致,从而使得基于FPGA混沌系统的开发变得快速、便捷,具有实际应用价值。     

Approximate and sampled-data predictors for control of nonlinear delay systems

This tutorial research article presents all recent advances on the use of approximate and sampled-data predictors for time-delay systems. The implementation of predictor feedback for delay systems requires the so-called predictor mapping, i.e., the prediction of the future value of the state vector. However, predictor mappings are rarely available for nonlinear systems. The approximate predictors allow us to overcome this challenge and implement predictor feedback safely for nonlinear time-delay systems even in the case of sampled measurements. The present article reviews the implementation schemes for predictor feedback and provides illustrative examples, which can help the reader to understand the importance of the topic.     

离散多步时滞系统的容错控制研究

针对离散多步时滞系统,基于Lyapunov稳定性理论,采用具有状态反馈及时滞状态反馈的控制律,推出了当执行器或传感器发生失效故障时闭环系统仍能保持渐近稳定需满足的充分条件;并利用LMI给出了不依赖时滞的线性离散多步时滞系统的容错控制器的通用求解方法;讨论了该方法对具有不同时滞步数离散多步时滞系统容错的普适性。以执行器失效故障为例,仿真结果证明了该方法的有效性。     

混沌Lorenz系统延迟反馈控制的机理分析

利用广义Hamilton系统理论的Melnikov方法,严格分析了延迟反馈方法控制混沌Lorenz系统到周期解的机理,揭示了延迟时间与控制混沌的关系.延迟反馈项实际上是一个作用明显的扰动项,通过选择合适的参数,使得系统的稳定流形与不稳定流形不再横截相交,Smale意义下的混沌受到抑制,将Lorenz混沌系统引导到各种不同的周期轨道;可见,延迟时间关系到控制扰动量的大小,但不必是混沌吸引子内嵌不稳定周期轨道的周期整数倍.另外,通过数值仿真,其结果与理论分析相符,从而表明了该分析方法的有效性.     

时滞系统的降维状态预测观测器及预测控制器设计

研究控制项含有时滞的线性系统的预测控制问题.利用被控对象的预测输出向量和系统的控制向量,设计了一种降维状态预测观测器,并将该状态观测器用于时滞控制系统的最优状态反馈控制中.利用该状态预测观测器可将闭环系统的时滞项移至系统闭环结构之外,从而最优控制规律完全可以按无时滞系统进行设计.由性能指标计算公式表明,该预测控制器关于二次型性能指标是次优的.