不確定混沌系統(tǒng)的控制與同步方法研究.pdf

1、近年來,混沌控制與同步方法的研究有了很大的發(fā)展,不僅在理論上不斷完善,而且在非線性電路、保密通訊、激光、等離子體和人體生命科學(xué)等領(lǐng)域取得了初步的成果并展現(xiàn)出十分誘人的應(yīng)用前景。混沌實驗系統(tǒng)建模的不確定性是混沌的同步所必須考慮的,其中控制方向未知又是不確定性處理中難度較大的一種情況。
　　 本文以不確定混沌系統(tǒng)的Nussbaum增益同步為研究主線,主要進(jìn)行了以下內(nèi)容研究:1.增益受限與控制受限情況下的Nussbaum增益控制問題:

2、2.不確定驅(qū)動-響應(yīng)混沌系統(tǒng)的自適應(yīng)同步問題;3.增益受限混沌系統(tǒng)的Nussbaum增益與非線性滑模復(fù)合同步問題;4.參數(shù)未知情況下的混沌系統(tǒng)受限Nussbaum增益同步問題。
　　 圍繞上述問題展開的具體研究內(nèi)容包括:
　　 1.對Nussbaum增益基本理論進(jìn)行了深入研究,提出受限Nussbaum增益控制方法。
　　 (1)針對傳統(tǒng)Nussbaum增益算法存在的初始段控制量過大與增益過大問題,提出增益受限與輸

3、入受限的Nussbaum增益算法的概念。
　　 (2)針對一階控制方向未知系統(tǒng),研究了增益受限與輸入受限情況下的Nussbaum增益控制規(guī)律,分別對Nussbaum增益控制算法面臨的高增益與控制量飽和威脅,提出了相應(yīng)的控制策略。
　　 2.對存在參數(shù)與未知函數(shù)不確定情況下的驅(qū)動.響應(yīng)混沌系統(tǒng)進(jìn)行自適應(yīng)同步研究,提出了三種自適應(yīng)同步策略。
　　 (1)基于有界不確定的假設(shè),采用自適應(yīng)算法對不確定的界進(jìn)行估計,結(jié)合P

4、ID控制的優(yōu)點,研究了不確定混沌系統(tǒng)的自適應(yīng)PID同步算法;
　　 (2)進(jìn)一步簡化上述有關(guān)界條件的假設(shè),采用魯棒控制算法完成對不確定非線性函數(shù)的補償,采用自適應(yīng)算法完成未知參數(shù)的估計,提出了一類不確定混沌系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)同步算法;
　　 (3)基于線性系統(tǒng)極點反饋的思想,利用混沌系統(tǒng)有界性提出極點自調(diào)節(jié)同步策略,該設(shè)計不需要驅(qū)動響應(yīng)系統(tǒng)的精確結(jié)構(gòu)與不確定形式,能夠廣泛應(yīng)用于各類混沌系統(tǒng)的同步中。在此基礎(chǔ)知識,對三種控制

5、策略的同步精度問題進(jìn)行了對比與改進(jìn)研究。
　　 3.對增益受限要求下的不確定混沌系統(tǒng)進(jìn)行非線性滑模與Nussbaum增益復(fù)合同步研究。
　　 (1)為了進(jìn)一步提高同步精度以滿足Nussbaum控制算法的匹配需要,提出了兩類非線性滑模的構(gòu)造設(shè)計方法,針對兩類非線性滑模,分別設(shè)計了常系數(shù)同步律與自適應(yīng)同步律,并進(jìn)行了比較研究。
　　 (2)針對系統(tǒng)對大誤差增益過高而對小誤差的反映遲鈍的問題,提出了變增益非線性滑模自適

6、應(yīng)同步算法,能夠進(jìn)一步提高同步精度并避免控制算法增益過高。
　　 (3)在此基礎(chǔ)之上,研究了非線性滑模同步與增益受限Nussbaum控制算法的匹配結(jié)合,解決了方向未知與增益受限情況下的不確定系統(tǒng)同步問題。
　　 4.控制方向未知與參數(shù)未知情況下的增益受限與控制受限Nussbaum增益同步研究。
　　 (1)針對不存在控制方向未知的簡單情況,研究了參數(shù)未知混沌系統(tǒng)的參數(shù)自適應(yīng)同步問題,取得了較好的同步效果。

7、　　 (2)針對控制方向未知的復(fù)雜情況,尤其是在增益受限的約束條件下,設(shè)計了參數(shù)未知混沌系統(tǒng)的增益受限Nussbaum增益同步算法,從理論上保證了對Nussbaum增益約束。同時仿真結(jié)果也表明了該Nussbaum增益能夠滿足預(yù)定的增益限制要求。
　　 (3)針對存在控制方向未知與參數(shù)未知情況,考慮增益受限與控制量受飽和限制雙重約束的復(fù)雜情況,提出了參數(shù)自適應(yīng)同步與輸入受限Nussbaum增益控制算法的匹配與復(fù)合控制問題。仿真結(jié)