频域法在分数阶混沌系统计算中的局限性分析

基于分数阶积分算子在频域内的响应,分析了频域近似法在分数阶混沌系统计算中的局限性.频域近似法只能在期望的频带范围内实现与实际系统的近似,而在高频与低频段都存在着较大的误差.因此,当其应用到分数阶混沌系统计算时存在着很大的局限性,甚至得到与预估-校正算法完全不同的结论.通过对分数阶Chen系统的仿真,验证了该结论的正确性.     

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。     

自适应分数阶变分去泊松噪声新模型

目的 针对传统总变分方法在去除泊松噪声时容易出现“阶梯效应”和图像边缘模糊的问题,提出了一种基于分数阶变分的自适应去泊松噪声新模型。方法 首先新模型在分析了泊松噪声分布特点的基础上导出了非凸自适应正则项,它能够根据图像不同区域的特点自适应地调节正则项系数,以达到保持图像边缘的目的。然后,新模型利用分数阶离散微分向量能够结合更多图像信息的特点,将正则项中的一阶离散微分向量替换为分数阶离散微分向量,以此来达到抑制“阶梯效应”的目的。对于新模型的求解,结合交替迭代法和加权原始-对偶法提出了一种高效的数值解法。结果 新模型明显优于传统总变分去泊松噪声模型,在有效抑制“阶梯效应”的同时图像边缘也得到了较好地保护,以经典的Peppers图片为例,新模型相比于传统模型,峰值信噪比（PSNR）由28.98 dB提高到了30.24 dB,图像结构相似度（SSIM）由0.77提高到了0.87。另外,所提的数值解法具有收敛速度快、复杂度低的特点,收敛时间从偏微分方程、Chambolle投影等传统数值解法的0.5 s与0.1 s缩短至0.056 s。结论 实验结果表明,所提模型与数值解法的可行性,模型与数值解法在主要客观评价指标和图像视觉效果方面均优于传统的变分去泊松噪声模型,且模型与数值解法具有较好的普适性。但是模型中分数阶的阶次选取有待进一步优化。     

分数阶离散Lozi映射的动力学行为及其同步研究

对一个带有离散分数阶微积分算子的Lozi映射的动力学和同步问题进行了深入的研究。在参数或者分数阶阶数发生变化时;研究了分数阶Lozi映射丰富的动力学现象及机理。在这种情况下;观察到了典型的Hopf分岔和周期倍化分岔现象。在不同参数条件下;映射具有拓扑结构完全不同的混沌吸引子。为了进一步深入研究系统的动力学特性;数值仿真获得了映射在三维空间下随分数阶阶数和系统参数变化的分岔图。该分岔图从全局角度阐述了该类系统的阶数越小;周期运动时间越长;阶数越大;混沌运动时间越长的特性。基于对该映射的动力学分析;通过构造了合适控制器;研究了系统的混沌同步;所得结果证实了控制器的有效性。     

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。     

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．