三自由度含间隙碰撞振动系统Neimark-Sacker分岔的反控制

分岔反控制作为传统分岔控制的逆问题,其目的是在预先指定的系统参数点通过控制主动设计出具有所期望特性的分岔解.以一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统为研究对象,在不改变原系统平衡解结构的前提下,考虑到在碰撞振动系统反控制过程中由Poincaré映射的隐式特点和传统的映射Neimark-Sacker分岔临界准则带来的困难,通过对原系统施加线性反馈控制器并利用不直接依赖于特征值计算的Neimark-Sacker分岔显式临界准则研究了此系统的分岔反控制问题.首先对原系统施加线性反馈控制,建立闭环控制系统的六维Poincaré映射.由于六维映射的雅克比矩阵的特征值没有解析的表达式,利用高维映射Neimark-Sacker分岔的显式临界准则,获得了系统出现拟周期碰撞振动运动的控制参数区域.然后采用中心流形-正则形方法分析了拟周期分岔解的稳定性.数值仿真结果表明本文方法可以在指定的系统参数点通过控制设计出稳定的拟周期碰撞运动.

永磁直流电机的混沌反控制

以永磁直流电机为例,在开环控制电压的基础上,分别叠加电机转速和电枢电流的延迟反馈电压构成电机输入电压,成功地使电机转速出现混沌运动,并且使得电机转速以及在这个转速附近产生的混沌振荡的幅值范围可控。对实施混沌反控制的电机系统,进行理论分析和推导,给出了开环控制和延迟反馈电压设计的解析表达式。进行了系统仿真,并进一步验证理论推导的结果。画出周期和混沌电机转速的波形和相空间重构相轨迹。而且还计算了李雅普诺夫指数,验证电机存在混沌运动。

基于时间延迟状态反馈精确线性化的PMSM混沌反控制

研究了利用微分几何方法和延迟反馈控制实现永磁同步电机混沌反控制的方法。从数学模型出发,运用微分几何理论讨论了永磁同步电机能进行精确线性化的条件,推导了用状态延迟反馈精确线性化实现混沌反控制的过程。在此基础上,设计了混沌反馈控制器,对这种控制器的控制结果进行了仿真研究。仿真结果说明利用状态延迟反馈精确线性化设计混沌反控制器是完全可行的,结果是满足要求的。

利用延迟反馈进行异步电动机混沌反控制

目前已有实验证明,某些系统在混沌运动下可获得更好的效果。因此,具有混沌运动特性的电机传动系统成为新的研究热点之一。本文探讨了通过延迟反馈控制对异步电动机传动系统进行混沌反控制的技术,实现了将异步电动机的稳态由通常的固定在某个转速控制到周期的甚至混沌的运动。本文分析了应用延时反馈控制实现异步机混沌运动的原理,给出了仿真实现和分析。

基于非线性反馈方法的连续时间稳定线性系统的混沌反控制

提出了连续时闻线性稳定系统跟踪任意混沌系统实现混沌化的一般方法,该控制器通过非线性反馈取得,其中的反馈增益矩阵的求取与所跟踪的混沌系统无关,只与原连续时间线性稳定系统的状态矩阵有关。通过跟踪Rossler混沌系统和Lorenz混沌系统说明了该方法的设计过程.仿真结果表明了该方法的有效性和快速性。

基于混沌反控制降低Buck型变换器EMI及纹波研究

开关模式电源通常会产生电磁干扰。利用混沌能够降低开关模式电源的EMI(Electromagnetic interference),但会引起较大的输出电压纹波。基于新的电压反馈扰动方法可使Buck变换器工作在混沌状态,改善电感电流频谱分布,降低频谱峰值,使之满足EMI要求。Pspice仿真结果表明:该混沌反控制方法不仅能够有效的降低Buck型变换器的EMI水平,并且能够明显降低输出电压纹波。

欠驱动平面五杆机构混沌运动的控制与反控制

对于欠驱动连杆机构,混沌的控制和反控制研究是避免或利用其混沌运动的关键问题。在欠驱动平面五杆机构中加装一个线性弹簧,改变了机构的受力状况,从而实现了对机构混沌运动的控制与反控制。以弹簧安装位置为参数的分叉图显示,不同的弹簧安装位置可以使机构呈现出混沌运动、周期运动等多种运动形式,弹簧的安装位置可以通过螺旋机构进行调节,这样就形成了一种简单、有效的机构混沌运动控制和反控制的方法。机构运动的相图和最大Lyapunov指数验证了方法的有效性。

三自由度碰撞振动系统Poincaré映射叉式分岔的反控制

考虑到碰撞振动系统的Poincaré映射的隐式特点,在不改变原碰撞系统平衡解结构的前提下,采用线性反馈控制方法研究了一类三自由度含间隙双面碰撞振动系统Poincaré映射的叉式分岔的反控制问题。首先,建立闭环控制系统的六维Poincaré映射,针对由特征值特性描述的传统叉式分岔临界准则在六维的高维映射中只能通过数值试算来确定控制增益的困难,利用不直接依赖于特征值计算的显式临界准则获得了系统出现叉式分岔的控制参数区域。然后应用中心流形-范式方法进一步分析叉式分岔解的稳定性。最终数值仿真验证了在任意指定的系统参数点通过控制能实现稳定的叉式分岔解。

论乒乓球运动中的控制与反控制

运用辨证唯物论的方法针对乒乓球运动的实质,明确指出控制与反控制是乒乓球运动中的主要矛盾,对乒乓球运动中实现控制与反控制的各种因素进行了分析,如对判断、击球质量、击球时机等技术因素,变通性、针对性、逆向思维等战术因素在控制与反控制中的作用,并对意识、心理因素在控制与反控制中的作用也进行细致分析。研究乒乓球运动中有关控制与反控制在意识、技术、战术、心理等诸多方面的问题,有利于正确理解控制与反控制这一对矛盾的相互依存性、制约性与促进性。控制与反控制的矛盾始终是推动乒乓球运动发展的原动力。

不确定连续非线性系统逆混沌反控制

针对一类非线性不确定系统的混沌反控制,提出非线性不确定系统鲁棒混沌反控制的逆系统方法.由微分跟随器、积分逆系统和滤波器实现自适应逆混沌反控制器.通过微分跟随器提取混沌参考系统状态和受控系统状态,依照跟踪性能要求设计期望的动态系统,借助逆系统理论得到受控系统确定阶的逆,考虑幅值、相位调整和噪声抑制的需要设计滤波器.该方法使受控系统状态跟踪已知混沌参考系统状态.结果表明,该方法输出微分跟随器对受控对象动态特性不确定性可以进行高精度实时提取,控制器设计不受李雅普诺夫指数配置求取和受控系统模型的约束.

不确定连续非线性系统鲁棒混沌反控制

为了实现一类非线性系统的鲁棒混沌反控制,提出非线性不确定系统鲁棒混沌反控制的非线性比例积分微分控制(NPID)方法.该方法借助微分跟随器和数值微分环节分别提取驱动混沌动态系统和受控系统输出的微分信号,并在此基础上根据时间加权的误差绝对值积分(ITAE)最小的原则设计非线性比例积分微分控制器,使受控系统的输出能良好地跟踪驱动混沌系统输出,实现非线性不确定系统的鲁棒混沌反控制.将混沌反控制的适用范围由离散时间系统拓展到连续时间系统,由参数结构已知的线性稳定系统拓展到参数结构未知的非线性稳定和不稳定系统.分析和仿真结果表明,微分跟随器和数值微分环节可以对驱动混沌动态系统和受控系统的微分信号进行高精度实时提取,控制策略具有鲁棒性,控制器的设计具有不受李雅普诺夫指数配置求取困难和微分几何控制器设计计算复杂性的约束.

用三轴气浮台进行混沌控制与反控制研究

以航天器姿态运动为工程背景,以三轴气浮台为物理实验平台,研究了混沌控制与反控制问题;提出了用外控制力矩进行混沌化,然后再将混沌控制信号施加于动量轮来进行混沌控制实验的方法;通过引入非线性解耦反馈,构造了一种易于物理实现的具有更强代表性的连续非线性系统,从中发现了一大类新的形态各异的混沌吸引子。

一类多维连续线性系统的混沌反控制

针对状态矩阵具有互不相等负特征值的多维连续线性系统,提出了一种基于采样数据的混沌反控制方法·该方法首先将连续系统离散化,然后利用离散系统混沌反控制方法设计状态反馈控制器,使原来的连续系统产生Li Yorke意义下的混沌·所设计的控制器以给定的采样周期对连续系统进行采样,由采样数据构造控制器,在每个采样周期内保持控制项不变·并给出了混沌反控制律的推导及控制器参数的设计方法·数值仿真结果证实了该方法的有效性和可行性·

三自由度含间隙碰撞振动系统Poincaré映射Hopf-Hopf交互分岔的反控制

对一类含间隙碰撞振动系统Poincaré映射的Hopf-Hopf交互分岔进行了反控制研究。首先,基于碰撞振动系统建立了六维Poincaré映射,由于六维映射相应雅克比矩阵的特征值没有解析的表达式,这使得由特征值特性描述的传统临界分岔准则在确定控制增益中具有很大的局限性。针对这个局限性,建立了包含特征值分布条件、横截条件和非共振条件的显式临界准则。所建立的准则与传统的分岔准则等价,但并不依赖雅克比矩阵特征值的直接计算。然后,针对碰撞的不连续特性导致的隐式Poincaré映射在闭环系统控制设计中的困难,发展了一种基于原碰撞系统的线性反馈控制方法。最后,数值分析给出了在指定的参数点所设计的映射Hopf-Hopf交互分岔的环面解,进一步验证了理论分析的正确性。

利用单模激光Lorenz系统实现混沌反控制

利用Lyapunov函数方法,对混沌反控制问题进行了研究.以单模激光Lorenz系统和描述心脏搏动的Bonhoeffer-Van der Pol系统为例,设计了一种控制器,成功地使Bonhoeffer-Van der Pol系统混沌化.给出了控制器的具体设计方案以及单模激光Lorenz系统与Bonhoeffer-Van der Pol系统状态之间误差系统的结构.仿真结果表明,在控制器的作用下,Bonhoeffer-Van der Pol系统所有状态变量严格地跟踪了单模激光Lorenz系统的混沌轨迹,对应的相空间中Bonhoeffer-Vander Pol系统的轨迹也由极限环转变为与单模激光Lorenz系统的轨迹完全相同的混沌吸引子,Bonhoeffer-Van der Pol系统严格地跟踪了单模激光Lorenz系统混沌的动态行为.

基于混沌反控制的Tent映射伪随机序列发生器设计

应用混沌反控制思想有意识地去产生混沌,进而应用混沌系统的伪随机特性进行伪随机序列发生器设计。针对Tent映射在有限精度实现时产生伪随机序列所存在的周期过短问题,应用混沌反控制,对Tent映射加入控制输入,从而解决了输出伪随机序列周期过短的问题,并通过阈值的在线调节输出0-1伪随机序列。证明了受控Tent映射是Lyapunov指数意义下混沌的,分析了Tent映射混沌反控制所产生的伪随机序列的安全性和计算效率,理论分析和仿真结果都证明了这种设计伪随机序列发生器算法的合理性。

机械式离心调速器系统混沌的线性反馈反控制

建立了机械式离心调速器系统的动力学方程,求出了系统的平衡点。利用系统的相图分析了给定参数下自治系统及非自治系统的运动状态,用Poincaré映射图分析了非自治系统混沌的形成过程。利用线性反馈反控制方法实现了自治系统及非自治系统混沌的反控制,将自治系统及非自治系统的周期运动利用适当的控制强度反控制到混沌运动轨道。

模糊双曲模型的混沌反控制

针对模糊双曲模型(FHM)的混沌反控制问题,提出一种新的反控制方法,即采用非线性反馈与脉冲控制相结合的方法使其混沌化.从理论上严格地证明了使用该方法产生的混沌满足Devaney的定义.进而,研究了系统模型未知时的混沌反控制方法,并通过计算机仿真验证了理论分析的正确性.

机械式离心调速器系统混沌的非线性反馈反控制

根据拉格朗日方程建立了机械式离心调速器系统的动力学方程,求出了系统的平衡点,利用系统的相图分析了给定参数下自治系统及非自治系统的运动状态,用Poincaré映射图分析了非自治系统混沌的形成过程。利用非线性反馈反控制方法实现了自治系统及非自治系统混沌的反控制,将自治系统及非自治系统的周期运动利用适当的控制强度反控制到混沌运动轨道。

基于离散动力学反控制的混沌序列密码算法

针对离散混沌动力学系统在数字域上存在退化简并的问题,提出了一种可以配置系统的Lyapunov指数全部为正的算法,该算法基于混沌反控制原理,首先引入一个反馈矩阵,将该矩阵中的所有参数做了细致的规定设置,从理论角度证明了该算法能将Lyapunov指数配置为全正。随后对系统轨道的有界性和Lyapunov指数的有限性进行了证明,再通过几个算例对配置的数值进行仿真分析和性能比较,验证了所提算法能产生无简并的离散混沌系统,而且在数值准确性和算法运行时间方面存在一定的优势。再利用配置好的混沌系统生成序列然后量化,量化方案为取出序列有效数字组合,对该序列进行一些动态变换处理加强输出序列的随机性和序列的复杂性。将经过变换的输出序列转换为二进制序列,进行多项随机性和统计性测试,与一般混沌序列进行性能比较,测试结果表明该序列有着更好的随机特性,能够应用于混沌序列密码体制中。