混沌系统的控制与同步

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近年来,混沌的控制与同步作为非线性理论科学的重要分支,受到各国学者的广泛研究.混沌系统的同步在保密通信、信息处理等方面都发挥着潜在的作用.在日常的应用系统中,被控对象容易受到各种不确定性因素的影响,如模型误差、带有参数时滞、外界扰动等.对于这样的非线性系统,我们却很难用精确的数学模型描述系统的动力行为.随着控制理论研究的不断深入,对于非线性系统的不确定性问题,许多研究者提出了有效的控制算法.然而,这些控制大部分都是在控制系数和不确定性部分的上界是已知的假设前提下设计的.  考虑到在实际的工程应用中,系统参数是部分已知或是未知的.针对这些条件限制,本文主要研究了不确定性非线性系统以及统一混沌系统的鲁棒自适应控制的设计,提出的控制算法无需控制系数以及参数变量的先验知识,通过对未知参数的在线估计消除环境变化以及外界干扰对被控对象的影响,并且在控制律中巧妙地运用了严格正的可积函数.得到的两个结论如下:  (1)针对一类带有时变参数的不确定非线性系统,设计了一种鲁棒自适应控制器,使得系统能渐近追踪或者指数追踪到期望轨迹.然后,依据Lyapunov理论证明得到闭环系统的所有信号是有界的,并且跟踪误差渐近收敛到零.最后,以蔡氏电路为例对控制结果进行仿真研究,证明了设计方法是有效的.  (2)针对一类含有参数变量、不确定部分以及受未知界扰动影响的统一混沌系统,研究了混沌系统的同步控制问题.依据Lyapunov稳定性理论分析,设计适当的控制函数和相应的自适应控制律,使混沌系统实现驱动系统与响应系统的渐近同步或指数同步. Lorenz系统、Chen系统以及L¨u系统的仿真结果证明了方法的有效性.
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