基于混沌控制的采摘机器人防碰撞系统设计

针对采摘机器人在作业过程中遇到障碍物导致路径规划出现混沌现象的问题,基于混沌控制对采摘机器人防碰撞系统进行设计,并采用模糊自适应控制算法和滑模变结构控制算法结构的方式对系统进行控制。为了验证防碰撞系统的有效性,对采摘机器人进行了防碰撞和采摘仿真试验,结果表明:采摘机器人在作业过程中可以避开障碍物,按照规划路线到达预设位置,完成果蔬的采摘。

基于改进函数投影同步的PMSM有限时间混沌控制

研究了均匀气隙永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)在参数确定,以及空载且定子绕组只有直轴输入电压供电的情况下,对在一定的输入电压范围内发生的混沌振荡进行控制.针对PMSM中直轴、交轴电流和电机角速度的混沌振荡,提出一种基于改进函数投影同步和有限时间稳定的控制方法.设计了改进函数投影同步控制器,并基于Lyapunov稳定性定理,从理论上证明所设计的控制器的有效性.仿真结果表明,系统在施加的控制器的作用下,原运行于混沌状态的系统能够在很短时间内收敛于稳定的状态,且具有对外部扰动的强鲁棒性.与施加输入–状态线性化方法设计的控制器的效果相比,系统状态变量能够更快达到预期控制设定值,并维持在平衡状态运行,具有良好的动态品质.

一种基于滑模变结构的电压型SEPIC变换器混沌控制方法

针对高阶电压控制型开关功率变换器的非线性特征,提出了一种抑制DCM模式SEPIC变换器中混沌现象的滑模控制方法。该方法根据DCM模式SEPIC变换器的工作模式特点在状态变量的选取上进行改进,使相应的相轨迹在DCM模式下均能进入滑模面,并根据滑模函数的存在条件,选取相应的滑模系数。引入自适应滞环控制,通过设置滞环上下限,达到稳定开关频率的目的,实现对系统的混沌控制。通过搭建系统的Simulink模型对方法进行的仿真结果表明:该方法即使在系统出现较大扰动的情况下也能使系统稳定地运行于单周期态,且具有动态响应速度快,输出纹波小等特点。

基于微分控制器的分数阶Lorenz-Stenflo系统混沌控制

针对含有不确定项和随机噪声的分数阶Lorenz-Stenflo混沌系统控制问题,提出了一种结合神经网络和鲁棒微分控制器技术的滑模控制方法。为了应对系统中的不确定性和随机噪声,采用神经网络对不确定项进行逼近处理,采用鲁棒微分控制器消除随机噪声的影响。通过滑模控制策略,确保系统达到收敛状态。使用李雅普诺夫稳定性定理验证了系统的稳定性。Matlab数值仿真结果证实了该方案的可行性和显著效果。

不稳定地月循环轨道的混沌控制方法

针对现有的地月循环轨道稳定控制方法仅对少数轨道有效的缺点,本文提出了一种圆型限制性三体问题下不稳定地月循环轨道的混沌控制方法。首先在循环轨道上选择候选不动点及其对应的庞加莱截面图;然后通过混沌控制方法将轨道在庞加莱截面图上的投影点移动到不动点的稳定方向上;再计算轨道被控制后的目标点和轨道投影点到不动点之间偏差距离的比例,依次对比例最小的候选不动点进行筛选;最后根据所选择的不动点确定庞加莱截面图,计算控制脉冲量,对循环轨道进行稳定控制。仿真结果表明,本文所提出的方法适用于各种类型的地月循环轨道,相比现有方法至少节省了66%的能耗,能够使循环轨道长时间趋于稳定。

单相H桥光伏逆变器的混沌控制

逆变器是强的非线性系统,它通常具有复杂动力学现象,例如跨临界分岔、倍周期分岔等,它会大大增加输出电流的谐波含量,降低变换器的效率,使其发生振荡乃至崩溃。目前大多数混沌控制存在建模困难、控制效果不明显、稳定性不强的缺点。针对此,提供了一种全新的混沌抑制方式,即改进余弦延时反馈控制(improved cosine delay feedback control, ICDFC)。该方式先使用被控对象的输出量和自身延时一个周期的差值作为反馈量,该反馈量再经过余弦函数环节和反馈控制参数之后得到控制信号,并将该控制信息以反馈形式直接作用到被控对象中。同时构建系统频闪映射模型并寻求系统的Jacobian矩阵和平衡点,最后基于朱里判据给出了反馈控制参数的限定条件。为说明所提出混沌控制方法的优越性,开展了大量的仿真模拟试验,并与指数延时反馈控制进行比较。结果表明,ICDFC能更有效地抑制逆变器的混沌行为,且大大增加了系统运行的稳定域。

线性化模型下二阶逆变器的混沌控制

针对线性化模型下二阶逆变器发生的非线性分岔与混沌行为,加入控制手段增加稳定域与抗扰性。首先构建了二阶逆变器的系数线性化迭代模型,运用分岔图、折叠图再现了其产生的混沌行为,并寻求系统的Jacobian矩阵和平衡点。然后加入延时反馈控制,并基于朱里判据给出了控制参数的限定条件。最后为说明所加入混沌控制方法的优越性,开展了数值仿真模拟实验。结果表明,延时反馈控制使系统比例参数K的分岔值从0.573后移至0.973,且当直流源输入侧电压突变时,系统仍保持在稳定运行状态。表明施加延时反馈控制后,二阶逆变器运行的稳定域增加且整体的抗扰性增强。

分数阶直驱风力发电机模糊混沌控制

研究了分数阶直驱永磁同步发电机(D-PMSG)混沌模型的稳定性与控制器设计问题。首先,针对D-PMSG中实际电感和电容存在的分数阶特性,建立了分数阶D-PMSG混沌模型,采用分数阶稳定性理论分析其混沌特性。然后,针对D-PMSG非线性模型,采用Takagi-Sugeno(T-S)模型建立其线性子模型,并分析其混沌运行状态。最后,利用并行分布补偿(PDC)控制方法设计模糊状态反馈控制器,采用分数阶李雅普诺夫稳定性理论,以线性矩阵不等式形式给出系统Mittag-Leffler稳定的充分条件。仿真结果表明,所设计的控制器能有效消除D-PMSG中的混沌运动现象,具有较好的控制效果和较强的鲁棒性。

基于状态观测器的电力系统混沌控制

针对带有周期性干扰的电力系统的混沌现象以及其控制问题,结合非线性扩张状态观测器理论和非奇异快速终端滑模控制,提出了一种基于扩张状态观测器的混沌控制方法。在系统部分状态不可测和存在未知项以及外部干扰的情况下,基于非线性扩张状态观测器估计系统的未知状态及不确定项,其中包括混沌电力系统的周期性干扰项。改进了双功率趋近律,可使系统在有限时间内实现信号跟踪,同时减小了控制器的抖震幅度。采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性和有限时间收敛。通过仿真验证了所设计的控制方法的有效性。

DCM模式BUCK变换器的建模与混沌控制

为进一步探索开关变换器的非线性特性和混沌控制方法,对电流断续导通工况下的BUCK变换器进行了研究。通过MATLAB建模仿真,分别研究了电流断续导通模式BUCK变换器工作状态与输入电压Vi、电容C和电感L3种电路参数的影响关系。在选定条件下改变3种电路参数,均观察到了系统从单周期稳定态到倍周期分岔,再到混沌的演化过程。仿真结果表明3种电路参数对系统状态的影响方式互不相同,且相较于电流连续导通模式,断续导通模式具有更复杂的变化规律。在此基础上采用一种混沌控制策略,实现了对断续导通模式BUCK变换器的混沌控制。该控制策略快速有效,仅需0.6μs就可以将系统从混沌态控制到稳定态。此外,该控制策略不需要设定预期的目标轨道,不依赖变换器自身电路参数,仅需调整一个外部可调参数,在验证仿真模型正确的同时也提供了一种有效的混沌控制方法。

用FIR滤波器-PPSV实现混沌和超混沌控制

利用数字FIR滤波器和正比于系统变量的脉冲反馈法（PPSV）的级联控制非线性连续系统中的混沌和超混沌。以实数Lorenz系统和复数洛仑兹－哈肯系统为例进行了数值研究。结果表明：FIR－PPSV级联控制法比仅用FIR滤波法或PPSV法更能有效地控制非线性连续系统中的混沌和超混沌，且抗噪性能比PPSV法有显著提高。

用比例微分控制器实现混沌控制

采用比例微分控制器 (PDC)实现自治和非自治动力学系统中的混沌控制 ,给出了三个典型混沌系统的控制结果 .理论分析和系统仿真结果表明 :这种控制方法可以实现混沌控制的两个目标 ,即稳定混沌系统中的不稳定周期轨道和产生新的稳定动力学行为 .

一种双寡头垄断Cournot-Puu模型的混沌控制研究

基于非线性动力学的基本原理,研究了经济系统中的双寡头垄断Cournot-Puu模型及其混沌控制方法.Cournot-Puu模型具有双曲线形需求函数和彼此不同的不变边际成本,离散化的差分系统显示出其复杂的非线性、分岔和混沌行为.在此基础上,结合Cournot-Puu模型的基本特征,应用延迟反馈控制方法以及自适应控制方法对该系统的混沌行为进行了研究.在结合实际经济意义的条件下,对该模型的输出进行调整并实现混沌控制.

永磁同步电动机的混沌特性及其反混沌控制

永磁同步电动机在一定工作情况下将呈现出混沌运动 .而在其非混沌工作区 ,通过在永磁同步电动机系统中增加一个线性控制项 ,则将使原本稳定的永磁同步电动机系统呈现出混沌行为 ,即实现了系统的混沌化或反混沌控制 .为此本文全面地研究了永磁同步电动机混沌及其反混沌控制特性 ,这为永磁同步电动机混沌运动的抑制或利用打下了重要的研究基础 .

基于OGY方法的间隙非线性齿轮系统混沌控制

针对单级间隙非线性齿轮系统在部分参数区域发生的混沌运动,运用OGY(Ott-Grebogi-Yorke)控制原理以两种途径实现了混沌吸引子内部不稳定周期轨道的稳定化。考虑到经典OGY方法只适用于离散动力系统的局限性,根据系统运动方程及其变分形式,指出了将OGY控制算法直接应用于周期性连续时间系统的方法和步骤;对于系统方程未知的情形,根据系统轨线频闪数据时间序列,从中提取不稳定周期轨道及计算参数扰动所需的信息,实现了混沌控制。通过数值模拟比较了采用这两种途径的控制效果。

地震道的井约束混沌控制反演

本文先分析了地震道非线性反演中的混饨现象，然后从井出发，以非线性动力学不动点理论及混炖控制理论为基础，提出了井约束混地控制反演方法。数值实验和应用实例表明，该方法能有效地控制非线性反演系统在反演迭代过程中出现的混地现象，得到较真实可靠的反演结果。

基于混沌控制的周期窄带干扰抑制方法研究

将混沌控制理论用于局部放电在线检测的混沌算法用谱分析获取窄带干扰的周期 ,设置适当的周期参数扰动来控制Duffing Homes混沌振子系统 ,实现对检测信号中窄带干扰的精确估计和抑制。实验表明 ,特定的混沌系统可准确快速地识别并抑制窄带周期信号 。

保守系统的混沌控制

保守系统的混沌控制是一个重要而富有挑战性的研究课题。由于Liouville定理的限制和初始条件的特殊作用 ,使得适用于耗散系统的混沌控制方法不能直接用于保守系统。本文通过对耗散系统和保守系统混沌运动的特征进行分析和比较 ,阐述了保守系统混沌运动的规律 ,总结了近期研究过程中一些典型的基本理论和方法 ,综述了近年来保守系统混沌控制的相关进展和我们在保守系统的混沌控制方面所做的工作 ,并对保守系统混沌控制的应用和发展方向进行了展望。

基于模糊逼近的永磁同步电机混沌控制

利用模糊逻辑系统逼近永磁同步电动机混沌系统中非线性函数,采用反步方法实现了永磁同步电动机混沌系统的自适应模糊控制。所提出的自适应模糊控制器能够避免系统出现混沌现象,实现了永磁同步电动机的高性能速度跟踪控制。仿真结果证明了该方法的有效性。

混沌优化与模糊控制在混沌控制中的应用

为了解决延迟反馈控制中参数难以选取的问题,将混沌优化和模糊控制的方法应用到混沌系统的延迟反馈控制中,采用混沌优化方法确定出延迟反馈控制的延迟时间,利用模糊控制技术确定出控制刚度等参数,从而得到延迟反馈控制方法的参数.同时,利用本文算法,可以一次确定出混沌系统的多个不稳定周期轨道的周期.仿真结果验证了本文算法的有效性.