Lyapunov指数与混沌同步的计算研究

条件Lyapunov指数是混沌系统同步的重要指标.文中以已知方程的Lyapunov指数谱计算方法为基础,通过数值计算考察了Lyapunov指数随矢量长度、演化时间、置换次数的变化规律,为在现有各种算法中选择参数提供参考.同时,用其计算了混沌同步系统的条件Lyapunov指数,并研究了混沌同步系统的稳定性.     

含非线性介质Fabry-Perot腔混沌研究

根据混沌动力学的基本理论 ,计算了含非线性介质Fabry Perot腔动力学方程在其参数下的Lya punov指数分布图。利用Lyapunov指数和动力学特性的对应关系 ,分析出非线性Fabry Perot腔在各种参数下的动力学特性、稳态参数区域面积和混沌转换机制     

一种新的双翼和四翼蝴蝶吸引子共存的超混沌系统

针对现有的四翼超混沌系统在系统参数固定时,不能同时产生双翼和四翼蝴蝶混沌吸引子的问题,提出了一种双翼与四翼蝴蝶混沌吸引子共存的超混沌系统。对系统的平衡点、Lyapunov指数谱和分岔图进行了研究,呈现了系统的超混沌特性。最后,利用主动控制同步法,设计了合适的非线性反馈控制器,实现双翼与四翼吸引子共存的超混沌系统的广义投影同步。     

混沌信号处理

描述了混沌特征参量 ,包括Lyapunov指数和分形维 ;讨论了信号相空间重构和Takens嵌入定理 ,以及嵌入维数、时间延迟等参数。还阐述应用神经网络进行混沌信号非线性处理     

滤波对混沌信号分形维的影响

分形维数作为混沌系统的特征量,是分析混沌动力系统的重要工具,也是检测和识别混沌信号的依据.由于实际得到的混沌信号都存在着不同程度的滤波,忽略滤波影响会影响到分形维数的准确性.因此,通过理论推导,借助Lyapunov指数谱和Kaplan-Yorke维数,全面分析了从FIR滤波到一般的线性时不变滤波器对混沌信号分形维数产生...     

基于反步法的ADVP混沌系统同步在混沌遮掩中的应用

反步设计法是通过将一个系统分解为多个低阶子系统,一步步构建Lyapunov函数导出稳定的控制律,获得需要的控制器,实现同步的目的.基于Lyapunov稳定性理论,结合反步法思想为混沌ADVP系统设计了同步控制器.注意到系统参数间量级相差很大,在选择增益矩阵时,通过调节柯西不等式放大参数,使控制中系数的量级差别适当减小....     

一类新型混沌动力学系统的自适应控制及同步研究

讨论了一类新型混沌动力学系统的自适应控制及同步问题。利用Lyapunov稳定性理论,得出了该类混沌系统的自适应控制方法;将该类系统作为驱动系统和响应系统,实现了在不同初值且参数未知情况下的自适应同步;进行了数值模拟,验证了相关结论。     

一种新的多翼蝴蝶超混沌吸引子及其电路设计

在Lorenz系统的基础上,通过增加一个状态方程,并设计一种新的分段线性函数,构造了一个新的四维超混沌系统。通过数值仿真,对系统的相图、Lyapunov指数谱和分岔图进行了研究。结果表明新的四维超混沌系统能产生六翼蝴蝶超混沌吸引子。最后,设计了相应的电路,电路仿真结果与数值仿真结果相一致,验证了该系统的可实现性。     

混沌Lurie系统同步在保密通信中的应用

鉴于Lurie系统在工程中的普遍性,研究了混沌Lurie系统同步在保密通信中的应用.以Lyapunov稳定性理论为基础,通过求解一个Riccati方程,给出同步控制律,并将其应用于通过混沌掩盖实现保密通信的驱动一响应系统.仿真表明,即使传输幅度较大的信息信号,混沌Lurie系统也能对其实现较好的掩盖,驱动一响应系统能够迅速同步,并且同步过程没有超调或振荡.     

离散混沌系统的模糊滑模控制设计

采用T-S模糊模型描述离散混沌系境.将离散混沌系统模糊化为局部线性模型.依据Lyapunov穗定性定理和线性系统滑模控制趋近律设计方法,设计了一种新型的离散滑模控制嚣,谊控制嚣不仅能保证局部线性模型浙近穗定.而且能确保模糊动态模型全局渐近稳定.利用Matlab对确定Henon系统和不确定Henon系统进行了数值仿真.结...     

超声速二元机翼随机混沌运动分析

以考虑随机扰动的超声速二元机翼为研究对象,采用Kapitaniak方法对超声速二元机翼的随机混沌特性进行研究。采用三阶活塞理论推导超声速二元机翼的非线性气动力和气动力矩,建立考虑随机扰动、具有俯仰立方非线性的机翼2自由度运动微分方程,并将其写成4维状态方程的形式;采用中心流形方法对系统进行降维,将系统状态方程从4维降为2维;再联合利用累积量截断法、非高斯截断法获得系统的二维联合概率密度函数及系统的概率时差图,采用Kapitaniak方法分析系统在不同扰动强度下的随机混沌特性;采用系统响应、庞加莱截面图及最大Lyapunov指数等对系统的随机混沌特性进行验证。本研究对超声速二元机翼在复杂环境下的稳定性、安全性及响应特性等研究具有重要的促进作用。     

非匹配摄动系统协方差矩阵的定界估计

基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ 稳定性理论,在系统矩阵及噪声输入矩阵均存在非匹配摄动的一般情形下,研究随机系统稳态状态协方差的定界估计问题,通过求解两个代数Ｒｉｃｃａｔｉ方程,给出了该协方差矩阵上下界的估计式,并提供了一个说明性算例     

考虑落角约束与驾驶仪特性的自适应RBF空间末制导律

为使大口径舰炮制导炮弹在打击近岸机动目标的末制导段满足落角约束,现考虑自动驾驶仪动态特性,基于自适应RBF逼近网络与动态面滑模提出一种空间末制导律。构建空间弹目相对运动模型,通过带改进微分跟踪器的扩张状态观测器估计目标加速度。为零化视线角跟踪误差与视线角速率,采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模动态面,并运用自适应RBF逼近网络削弱控制指令抖振。通过Lyapunov第二法证明了全系统中视线角跟踪误差与视线角速率均最终一致有界。仿真实验表明：该末制导律使制导炮弹在空间中打击具有不同机动形式的近岸目标时,均具备良好的末制导性能。     

考虑落角约束与驾驶仪特性的自适应径向基空间末制导律

为使舰炮制导炮弹在打击近岸机动目标的末制导段满足落角约束,考虑驾驶仪动态特性,基于自适应径向基逼近网络与动态面提出一种空间末制导律。构建弹目相对运动模型,通过带改进微分跟踪器的扩张状态观测器估计目标加速度。为零化视线角跟踪误差与角速率,采用自适应指数趋近律设计非奇异终端滑模,运用自适应径向基逼近网络削弱控制指令抖振。通过Lyapunov第二法证明了系统的视线角跟踪误差与视线角速率均最终一致有界。仿真实验表明:该末制导律使制导炮弹在空间中打击不同机动形式的近岸目标时,具备良好的末制导性能。     

基于迭代卡尔曼粒子滤波的目标跟踪算法研究

粒子滤波在基于图像序列的目标跟踪中获得了广泛应用．针对其计算量较大的问题,提出一种迭代卡尔曼粒子滤波算法,将非线性跟踪问题分解为线性子结构的全局状态空间模型和非线性子结构的局部状态空间模型,利用粒子滤波在卡尔曼滤波估计值的局部范围内搜索目标,逼近真实目标状态．将实验结果与粒子滤波进行比较,结果表明,迭代卡尔曼粒子滤波减少了粒子数,降低了计算量,能够对高机动目标进行实时稳定的跟踪．     

随机系统扇形极点和方差约束状态反馈控制

区域极点和稳态方差是表征控制系统性能的两个重要指标,通过把扇形区域极点指标和稳态方差指标融入到一个修正的Lyapunov方程,研究了扇形区域极点和稳态方差上界约束下的状态反馈控制问题.利用矩阵广义逆和矩阵分解的方法得到了扇形区域极点和稳态方差可配置条件以及控制器的求取方法,所得控制器表达式中含有自由参数,便于控制器的工程实现,也为选取控制器的自由参数来使控制系统满足更多的性能指标留下了余地.     

自适应二阶滑模制导律

传统基于Lyapunov定理所设计的制导律无法保证制导系统的有限时间收敛.基于滑模控制理论,给出了一种二阶滑模有限时间收敛方法,并将该方法与机动目标拦截情形相结合,进行制导律的设计.该制导律首项使得视线转率趋于0,而扩展项可满足视线成型,滑模面的有限时间收敛等特性.针对2种典型的目标机动形式进行了仿真研究,结果表明该滑模制导律可以实现目标的有效拦截,满足上述特性.     

AUV纵倾角动态面滑模自适应控制

对于自主水下机器人(AUV)纵倾角跟踪问题,提出一种基于动态面滑模思想的自适应控制方法。首先对自治水下机器人纵倾角运动模型进行简化,其次针对不确定外干扰的情况,设计了自适应规律,对外干扰进行估计,在此基础之上设计了动态面滑模自适应控制器,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性,最后通过给定参数的仿真实验结果可知,所设计的控制器在系统受到不确定外干扰时,表现出良好的鲁棒性。     

图像跟踪系统中机动目标预测的实现

针对装甲车上的图像跟踪系统,提出了一种机动目标预测方法.将目标的运动分解为两部分,即全局运动和局部运动,并根据各自的动态特性分别进行预测.以局部运动预测为重点,通过对机动目标跟踪技术的研究,建立起性能优良的跟踪滤波器,并将其扩展到预测滤波器中对目标的未来运动状态进行预测,从而提出了"交互式多模型预测算法".仿真结果表明,该算法具有预测精度高、自适应能力强的特点,同时给出了计算方法.     

多智能体系统的二阶一致性跟踪问题

为了解决通信时延下关于参考状态的二阶一致性问题,提出了一种一致性算法。该算法利用Lya-punov稳定性理论,首先给出多智能体系统在固定时延下达到一致性的充分的线性矩阵不等式(LMI)判据;再给出满足一定条件的多智能体系统在时变时延下达到一致性的判据;最后,以水下无人航行器(UUV)集结为应用背景进行算法验证。运算结果表明了所提出的一致性算法和判据的有效性。该算法适用于具有时延的有向通信网中多智能体系统关于参考状态的二阶一致性问题。