若干离散混沌系统分析与控制研究

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非线性系统领域的混沌及控制逐渐成为研究热门。自然界中存在的混沌现象受到了学者们的关注。混沌涉及到包括医学、生物学、经济、信息、控制等诸多领域。实际问题研究中,可根据Poincare截面法,将连续系统转化为离散系统研究,因此离散系统混沌及控制研究具有普遍意义。自OGY方法提出以来,陆续提出了很多离散混沌控制方法,从控制原理上包括反馈控制法、非反馈控制法。本文以二维Ushiki离散混沌系统、二维三次方离散系统、BVP振荡器离散系统、非正常三维离散系统为研究对象,应用了Lyapunov指数配置方法、混沌轨迹跟踪、Backstepping等控制方法对系统存在的混沌现象进行了控制研究。具体研究内容如下:(1)研究了二维Ushiki离散系统的混沌控制问题。首先,通过绘制系统的Lyapunov指数谱和波形图,分析了不动点的稳定性,验证了混沌吸引子的存在。其次,通过分析离散系统的分岔图,用改变参数的方法展示了Ushiki离散系统的特性。然后,利用基于Lyapunov指数配置方法和非线性反馈线性化混沌轨迹跟踪控制方法,设计了两种不同的控制器,并通过数值仿真验证了控制器的有效性。(2)研究了二维三次离散系统的混沌控制问题。首先,通过绘制系统的Lyapunov指数谱和波形图,分析了不动点的稳定性,验证了混沌吸引子的存在。其次,分析了离散系统的分岔图。然后,利用非线性反馈线性化混沌轨迹跟踪控制方法和Backstepping方法,设计了两种不同的控制器,并通过数值仿真验证了控制器的有效性。(3)研究了BVP振荡器离散系统的混沌控制问题。首先,通过绘制系统的Lyapunov指数谱和波形图,分析了不动点的稳定性,验证了混沌吸引子的存在。其次,分析了离散系统的分岔图。然后,利用非线性反馈线性化混沌轨迹跟踪控制方法和Backstepping方法,设计了两种不同的控制器,并通过数值仿真验证了控制器的有效性。(4)研究了非正常三维离散系统的混沌控制问题。首先,通过绘制系统的Lyapunov指数谱和波形图,分析了不动点的稳定性,验证了混沌吸引子的存在。然后,利用Lyapunov指数配置方法和非线性反馈线性化混沌轨迹跟踪控制方法,设计了两种不同的控制器,并通过数值仿真验证了控制器的有效性。
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