分数阶Ver Del Pol-Duffing系统的非线性动力学行为分析

利用分数导数本构模型模拟系统的阻尼特性,构造了分数阶Ver Del Pol-Duffing系统,探讨了系统的动力特性随特征参数的变化规律。分析发现：该非线性振子具有与经典Ver Del Pol系统相似的自激振动特性,但其非线性强弱受分数导数阶值以及阻尼系数和非线性大位移系数的影响;在简谐荷载作用下,随着外荷载幅值的增大或阻尼系数的减小,系统由拟周期振动变为周期三振动最后发展为单周期振动;在地震荷载作用下,分数导数阶值的变化能改变系统的输出能量。     

不同阶分数阶混沌系统的同步与参数辨识

针对不确定分数阶混沌系统的同步和参数辨识问题,提出一种新的方法,即用不同阶分数阶系统来同步和参数辨识.利用主动控制和预控制量方法,基于分数阶混沌系统稳定性理论和自适应控制理论,设计控制器,实现不同阶分数阶混沌系统之间的同步和参数辨识.理论和仿真结果实现了不同阶Chen 系统间的同步和辨识,表明了该方法的有效性.     

Control and synchronization of fractional-order chaotic satellite systems using feedback and adaptive control techniques

In this article, we present the basic concepts of fractional calculus and control and synchronization of fractional-order chaotic satellite system . Existence and uniqueness solutions of fractional-order satellite system are discussed and local stability of the system at the equilibrium points are studied. The lowest dimension of chaotic attractor of satellite system is 2.88 which is obtained through utilization of the fractional dynamics and computational simulation. Lyapunov exponents and bifurcation diagrams are drawn to measure the existence of chaos in the system. Feedback control method for chaos control in the fractional-order satellite system is achieved. Synchronization of two identical noninteger order chaotic satellite systems are achieved through adaptive control methodology.     

一阶速度—压力常分数阶黏滞声波方程及其数值模拟

与传统的整数阶黏滞波动方程相比,分数阶拉普拉斯算子黏滞方程能更准确地匹配目前广泛使用的常Q模型,而且分数阶黏滞波动方程中控制振幅衰减和相位变化的算子是显式分离的,这对于发展稳定的衰减补偿逆时偏移算法至关重要。首先基于时间域二阶位移形式的常分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程,推导了一阶速度-压力形式常分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程;为了模拟更加真实的振幅变化信息,在新的黏滞声波方程中考虑了密度空变的影响;为了避免由傅里叶变换的周期性而引入的虚假反射,提出了一种适用于分数阶黏滞声波方程的卷积型完全匹配层（CPML）吸收边界加载方法;最后采用交错网格伪谱法进行数值模拟。均匀介质中数值解与解析解的对比证实了该一阶速度-压力常分数阶黏滞声波方程能准确描述常Q模型,BP盐丘模型的地震波场模拟结果证实了其对复杂介质的适用性。     

分数阶永磁同步电机混沌系统模糊跟踪控制

针对不确定分数阶永磁同步电机混沌系统信号跟踪控制问题,提出自适应模糊控制策略．首先,采用模糊逻辑系统来逼近系统中复杂分数阶函数．然后,基于分数阶李亚普诺夫稳定性理论构造模糊控制器以及分数阶参数自适应律,并在保证所有变量有界的情况下实现系统对已知信号的有效跟踪．最后,通过数值仿真结果验证该方法的有效性．     

基于参数切换的分数阶系统的混沌控制

将混沌控制方法——参数切换法——应用于分数阶混沌系统,可以得到稳定的吸引子,维持了分数阶混沌系统的动力学稳定．该方法在一个相对较短的时间周期,通过在一组可供选择的数值内切换系统的一个可控参数来实现,合成的稳定吸引子很好地反映了全局吸引子的数值逼近,且与平均吸引子实现了很好的匹配,达到了混沌控制的目的．仿真结果表明,该方法具有鲁棒性和无损性,可以有效地实现混沌控制．     

分数阶非线性多智能体系统的一致性研究

研究固定拓扑结构下的分数阶非线性多智能体系统协调控制的动力学模型问题。由于实际多智能体系统中,系统的状态变量难以全部测量,为了克服这一困难,利用状态观测器对系统状态进行重构并基于重构状态进行状态反馈。利用分数阶Lyapunov稳定性理论,证明了当反馈增益矩阵满足一定的线性矩阵不等式（LMI）条件时,系统中的智能体最终趋于所给定的目标状态。最后利用分数阶微积分的预估-校正算法进行数值仿真验证了理论分析的有效性和可行性。     

分数阶情绪模型的终端滑模控制混沌同步

应用驱动-响应同步方法,研究一类分数阶情绪模型的终端滑模混沌同步问题。基于Lyapunov稳定性理论和分数阶微积分的相关知识,构造一种非奇异的终端滑模面,通过设计连续的终端滑模控制器,给出主从系统在有限时间内快速实现混沌同步的设计方案。理论分析和仿真计算结果证明了这种控制方法的有效性。     

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。     

Closed-form solutions to fractional-order linear differential equations

The definitions and properties of widely used fractional-order derivatives are summarized in this paper. The characteristic polynomials of the fractional-order systems are pseudo-polynomials whose powers of the complex variable are non-integers. This kind of systems can be approximated by high-order integer-order systems, and can be analyzed and designed by the sophisticated integer-order systems methodology. A new closed-form algorithm for fractional-order linear differential equations is proposed based on the definitions of fractional-order derivatives, and the effectiveness of the algorithm is illustrated through examples. __________ Translated from Journal of Northeastern University (Natural Science), 2007, 28(1): 10–13 [译自: 东北大学学报(自然科学版)]