不确定混沌系统的同步控制方法研究
本文关键词:不确定混沌系统的同步控制方法研究 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】: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。
[Abstract]:In recent years, the research of chaotic synchronization has attracted wide attention of scholars in the nonlinear field. Chaotic system is different from general nonlinear system. It is very influenced by the changes of initial values and parameters, and has some properties similar to random motion. Therefore, chaos synchronization is widely applied in secret communication, bioengineering, information processing and other disciplines. The synchronization process of high efficiency and high quality brings convenience and guarantee to the application of secure communication, so the performance of chaos synchronization control is stricter. At the same time, it is a difficult problem to explore the synchronization of chaotic systems with uncertainty. The research object of this paper is selected with the uncertainty of chaotic system, respectively, the sliding mode control theory, robust fault-tolerant control method and adaptive technique in the study of chaotic synchronization, from theory analysis and simulation results demonstrate the accuracy and effectiveness of the proposed method in two aspects. The specific research contents include: 1.. Summarize the research status of chaos theory and chaos synchronization control. Introduce the generation and development process, control idea and design idea of sliding mode control theory, robust fault-tolerant and adaptive technology. 2., for the two uncertain chaotic systems with unknown parameters and input nonlinearity, an adaptive sliding mode control law is designed, so that the synchronization error converges to zero time is limited, and the synchronization between two different chaotic systems is studied. Compared with the traditional method, a terminal sliding surface with faster convergence speed is designed, and the adaptive law of the unknown parameters is estimated online. In the design of controller, many factors such as unknown parameters, nonlinear input, uncertainty and external disturbance are taken into consideration, which make the controller more suitable for engineering application. 3., in view of chattering phenomenon in sliding mode variable structure control, a finite time adaptive chattering free sliding mode control strategy is proposed to complete the synchronization control of a class of uncertain chaotic systems. In this method, a finite time convergent dynamic sliding mode surface is designed, and the discontinuous sign function is introduced into the derivative of the control law, and the buffeting phenomenon is effectively suppressed. 4., we choose a chaotic system with actuator faults and uncertainties as control objects, and propose a robust adaptive fault-tolerant control strategy, which completes the research of synchronization fault-tolerant control of chaotic systems. During the design of control law, it is not necessary to know the exact fault information and the upper bound of the external interference. According to the adaptive law, the unknown quantity is estimated online, so that whether the actuator fails, the two chaotic systems can achieve synchronization.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O415.5;TP273
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,本文编号:1343432
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