无线电能传输技术亟待解决的问题及对策

首先分析了国内外无线电能传输技术的现有商业化情况、产品标准制定、学术论文和专利发表现状;然后探讨了目前最热门的两种无线电能传输技术--感应耦合和磁耦合谐振无线电能传输技术存在的问题,进而阐述它们在原理、结构和特性上的差异性,旨在解决将感应耦合与磁耦合谐振无线电能传输技术混淆的困惑,以推动无线电能传输技术的进一步发展;最后,针对现有无线电能传输技术发展的瓶颈,介绍了基于分数阶电路原理、宇称-时间对称原理的两种新型的无线电能传输技术,指出无线电能传输技术要成为一种通用技术,还需在机理上有根本性的突破。     

一种新的分数阶三维自治混沌系统

提出了一种新的分数阶三维自治混沌系统.在研究了其平衡点,稳定性等基本特性的基础上给出了该系统的横向靠右的蝴蝶状奇怪吸引子.为了深入研究其复杂的奇怪吸引子的形成机制,提出了一种新的控制方法,并详细分析了控制变量在一定范围内变化时系统呈现的特定规律.而且还在此基础上提出了一种使系统收敛到其中一个平衡点的控制方法,该方法操作简单,且调节时间可以实现人为控制,并指出系统状态变量的调整时间随着控制变量的绝对值的增加不断缩短,仿真结果证明了这种方法的高效性.     

热力系统的分数阶特性及其动态矩阵控制

在热力系统的控制设计或面向控制的特性分析时,目前广泛使用的是整数阶微分方程或者整数阶传递函数。研究表明:大量的热力系统采用分数阶描述比整数阶描述更精确,但是分数阶控制系统研究中存在着控制器参数整定困难等问题。本文基于动态矩阵控制是一种采用系统阶跃响应系数的非参数模型控制算法的特点,将其应用于分数阶系统的控制。因此只需获得系统的阶跃响应模型,从而避免了对于分数阶系统获取分数阶参数模型的困难以及获取整数阶参数模型的必然性模型失配问题,而且动态矩阵控制器参数整定相对简单,鲁棒性强。仿真结果证实该算法对分数阶系统的控制是可行且有效的。     

基于分数阶傅里叶变换的超短脉冲线性啁啾分析

为了利用分数阶傅里叶变换有效地检测出信号的啁啾系数,由分数阶傅里叶变换的原理出发,从理论上推导了变换阶次与超短脉冲啁啾系数的关系。以高斯型线性啁啾脉冲为例,利用自编程序进行了数值模拟。根据分数傅里叶变换在特定阶次上呈现能量高度聚集性的特点,画出变换阶次与变换结果的关系图,找到对应的最佳阶次,求出啁啾系数。结果表明,模拟结果和理论结果得到了很好的吻合。这为以后分析啁啾参量提供了参考。     

Elaboration of a generalized approach to control and to synchronize the fractional-order chaotic systems

In this paper, a new general optimal structure and parameters of the fractional-order feedback control law (OSP-FoF) is developed for controlling and synchronizing a large class of fractional-order chaotic systems (FoCS). The design of the OSP-FoF model is based on bounded-input bounded-output stabilization arguments, small gain theorem (SGT), and the matrix norms. The proposed model is theoretically rigorous and represents a powerful and simple approach which provides a reasonable trade-off between computational overhead, storage space, numerical accuracy and stability analysis for control and synchronization purposes of FoCS. Simulation results for the stabilization and synchronization of fractional-order hyperchaotic systems demonstrate the effectiveness of this newly proposed approach.     

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.     

永磁同步发电机自适应分数阶PID控制设计

设计了一款新型自适应分数阶比例-积分-微分(AdaptiveFractional-Order Proportional-Integral-Derivative,AFOPID)控制,以实现永磁同步发电机(Permanent Magnetic Synchronous Generator,PMSG)的最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)。首先,将发电机非线性、参数不确定性、未建模动态以及随机风速聚合成一个扰动,并通过高增益状态-扰动观测器(High-Gain State and Perturbation Observer, HGSPO)对其在线估计。随后,采用分数阶PID(Fractional-Order Proportional-Integral-Derivative, FOPID)控制对该扰动估计进行完全补偿,以实现不同工况下全局一致的鲁棒控制性能。AFOPID控制较传统PID控制而言具有更出色的MPPT性能,且其无需精确的PMSG模型,仅需测量d轴电流和机械转速,易于实现。通过阶跃风速和随机风速两个算例,对AFOPID的控制性能与PID控制、FOPID控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control, FLC)进行了对比。仿真结果验证了AFOPID控制的有效性和鲁棒性。     

混沌保密通信技术发展研究

文中总结了混沌保密通信技术在近年来的发展,重点介绍了超混沌在保密通信领域中的应用,对超混沌在四种混沌保密通信中的应用进行了分别论证,阐述了超混沌应用在保密通信中的优势,研究分析了混沌保密通信的核心技术发展现状,并展望了混沌保密通信的发展趋势,同时指出了混沌、超混沌以及分数阶混沌在混沌保密通信中的不足。     

基于分数阶微分方程描述的系统的能控性和能观性判据

首先给出了由分数阶微分方程描述的系统的数学模型,根据对整数阶系统能控性和能观性的研究,给出了此类分数阶系统的能控性和能观性的定义,并利用两参数的Mittage-Leffler函数和Cayley-Hamilton定理分析此类分数阶系统的能控性和能观性,推导由分数阶微分方程描述的系统能控性和能观性判据.当其能控性判别矩阵M和能观性判别矩阵N的秩为满秩时,分数阶系统是能控和能观的.     

自适应的分数阶达尔文粒子群优化算法

针对分数阶达尔文粒子群算法收敛性能依赖于分数阶次α,易陷入局部最优的特点,提出了一种自适应的分数阶达尔文粒子群优化（AFO-DPSO）算法,利用粒子的位置和速度信息来动态调整分数阶次α,并引入自适应的加速系数控制策略和变异处理机制,以获取更优的收敛性能。对几种典型函数的测试结果表明,相比于现有的粒子群算法,所提的AFO-DPSO算法的搜索精度、收敛速度和稳定性都有了显著提高,全局寻优能力得到了进一步提高。