高阶系统混沌的反馈控制方法研究

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混沌现象的多样性,决定了混沌控制方法的多样性,不能期望利用一种方法或一个模式控制所有自然界中存在的混沌现象。本文介绍了两个新型四阶五阶混沌系统,探讨了线性反馈、延迟反馈、增强型线性反馈和增强型延迟反馈控制高阶系统混沌的方法。以两个混沌系统为例,研究了线性反馈控制系统混沌的方法。利用李亚普诺夫方法分析线性反馈控制混沌的机理,得到使混沌系统稳定的状态反馈控制律。仿真实验表明,适当选择反馈强度可将系统的混沌态引导到不动点或是周期运动,验证了理论的正确性。用解析方法研究了延迟反馈法控制四阶系统混沌的问题,利用延迟系统出现Hopf分支的条件及处理方法,给出控制参数的一般解析条件。通过数值计算,在由解析分析得到的控制条件下,系统的不稳定周期轨道被稳定住。从实际应用出发,基于线性反馈和延迟反馈控制高阶混沌系统的方法,提出了相应的增加反馈控制量个数的两种增强型的控制方案。以一个五阶hyperjerk系统为例,研究增强型线性反馈的控制混沌方案,得到系统的状态反馈控制律。增强型延迟反馈法控制混沌系统的解析研究,给出这种方案控制四阶连续混沌系统的解析关系。两种方案和分析方法应用到实际模型中的结果表明,采用修正的方案可以明显地改善控制混沌的质量。理论分析和数值计算表明,这四种方法均可引导高阶系统混沌轨迹到达控制目标,从而论证了这四种方法的有效性和可行性。文中的研究为实际控制高阶系统混沌提供了理论和实验基础,具有一定的指导意义。
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