Devaney混沌的乘积性质和线性时不变系统的混沌反控制

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自1975年李天岩和J.A. Yorke在其文章“period three implies chaos”第一次给出了“混沌”一词以来,混沌理论逐渐成为一个重要的研究课题,并取得了重大的进展。近二十年来,混沌理论的研究越来越广泛地向各个应用领域渗透,并在许多学科中(如通信,生物,数学等)展示了很好的应用前景。混沌应用的重要方向之一是混沌控制和混沌反控制。针对混沌理论的应用问题,本文首先给出混沌学研究的历程和必须的预备知识,其次研究两个 Devaney混沌映射的乘积映射是否依然保持 Devaney混沌性质,并推广到有限个映射当中。然后研究对任意一个非混沌的LTI系统,是否能够对该系统进行调试,使得调控后的系统具有Li-Yorke混沌性质。  本文针对以上两个问题做了如下研究:  1、首先,给出了一个反例来说明在一般的拓扑空间中两个Devaney混沌映射的乘积映射不是Devaney混沌。其次,研究了Devaney混沌定义中的两个条件,得到周期点是稠密的映射的乘积映射也周期点稠密,反之亦然。然后,证明了拓扑传递的映射的乘积映射不一定是拓扑传递。最后,本文在一般拓扑空间中引入了拓扑混合的概念,由此得到当两个(有限个)混沌映射中有一个映射是拓扑混合的,则它们的乘积映射是混沌的。  2、在2005F. R Marotto的结果(Marotto定理)的基础上,研究线性时不变(LTI)系统的混沌反控制问题。对于任意一个稳定的线性时不变系统,通过引入新的锯齿函数,设计了一个可以任意小的非线性反馈控制器,使受控系统是 Li-Yorke混沌的。最后,对一个稳定的线性时不变系统实例引入控制器,使受控系统是Li-Yorke混沌系统,并通过计算机仿真结果对本文所给的方法进一步验证。
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