不确定混沌系统的同步控制方法研究

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近年来,在非线性领域中,混沌同步研究已经引起了学者们的广泛关注。混沌系统与一般的非线性系统不同,它受初值和参量变化的影响非常大,并具有类似于随机运动的一些性质,所以混沌同步在保密通信、生物工程,信息处理等学科范围内得到广泛地应用。高效率高质量的混沌同步过程给保密通信的应用带来了方便和保障,因此关于混沌同步控制的性能有了更严格的要求。同时,对存在不确定性的混沌系统的同步探索又是一大难题。本文的研究对象选为带有不确定性的混沌系统,分别将滑模控制理论、鲁棒容错控制方法和自适应技术应用在混沌同步的研究中,从理论推导和仿真验证两方面证明所设计方法的准确性和有效性。具体的研究内容包括:1.综述混沌理论和混沌同步控制的研究现状,介绍滑模控制理论、鲁棒容错以及自适应技术的产生和发展历程、控制思想及设计理念。2.对于带有未知参量及输入非线性的两个不确定混沌系统,设计一个自适应滑模控制律,使同步误差收敛到零点的时间是有限的,完成两个不同的混沌系统之间的同步研究。与传统方法相比,本文设计一个具有更快收敛速度的终端滑模面,未知参量应用自适应律进行在线估计。在设计控制器过程中,将未知参数、非线性输入、不确定性以及外部扰动等诸多的因素考虑在内,使控制器更加符合工程应用。3.针对滑模变结构控制中存在的抖振现象,提出一个有限时间自适应无抖振滑模控制策略,完成一类不确定混沌系统的同步控制研究。在该方法中,设计一个有限时间收敛的动态滑模面,将不连续的sign函数导入到控制律的导数中,有效抑制抖振现象。4.选定含有执行器故障和不确定性混沌系统为控制对象,提出一个鲁棒自适应容错控制策略,完成混沌系统的同步容错控制研究。控制律设计的过程中,不需要知晓准确的故障信息以及外界干扰的上界,根据自适应律在线估计未知量,使得无论执行器是否有故障发生,两个混沌系统都可以完成同步。
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