有限时间控制在两类混沌系统中的应用

来源 :天津职业技术师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jtfcyy
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混沌控制作为非线性科学研究中极为重要的一环,其在工程、物理、生物等领域具有广泛的应用。其中分数阶超混沌金融模型和整数阶混沌金融模型对于分析金融危机具有非常显著的作用,通过状态变量代表利率、投资需求、价格指数等方面描述该模型的动力学现象,并利用有限时间控制的强鲁棒性和收敛性有效地消除混沌并保证在外部干扰下可以正常工作。因此本文运用有限时间控制的方法分别对分数阶混沌系统和整数阶混沌系统进行混沌控制。第一章:介绍了国外内混沌控制的研究现状,以及混沌的发展历程。第二章:对混沌的定义、特征、判定进行了概述,并对整数阶系统与分数阶系统的稳定性分别进行了叙述与证明,并通过Matlab数值模拟的方法分别举例描述系统的混沌吸引子图、最大Lyapunov指数图、时间历程图等。第三章:论述了分数阶有限时间稳定性定理,并对分数阶超混沌金融模型进行了简要的叙述并通过数值模拟的方式展现了其动力学现象。根据分数阶有限时间稳定性定理设计了控制器,通过理论和Matlab数值仿真验证其正确性与可行性。因为在混沌控制的过程中,不可能不存在外部干扰,所以加入外部干扰项重新进行数值仿真,通过最终的控制图可证明在外部干扰下同样在有限时间内达到稳定。第四章:针对整数阶有限时间稳定性定理和其引理进行了说明,通过最大Lyapunov指数图、混沌吸引子图、时间序列图描述了整数阶金融系统的动力学现象,并基于整数阶有限时间稳定性设计了符合此系统的控制器,然后运用分数阶稳定性理论和数值仿真的方式验证了该控制方案的有效性和正确性。第五章:对全文的工作总结以及对未来混沌控制的展望。
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