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混沌是令人感兴趣的非线性现象。由于它潜在的应用潜力,混沌控制与同步的研究已成为意义重大而又深远的课题。本文对混沌系统及其控制作了深入的研究,以实现混沌系统的高效控制与同步为目的。
首先,对国内外混沌研究的历史和现状进行了系统分析,阐述了混沌动力学的有关理论。
其次研究了LFRBM系统混沌控制问题。通过坐标变换和线性状态反馈,分别在系统参数已知和未知的情况下研究了LFRBM系统的控制问题。当参数已知时,给出了反馈增益的范围;当参数未知时,设计了—自适应控制器,自动调整控制增益k。利用Lyapunov稳定性理论证明所给控制器能将受控混沌系统全局渐近稳定于它的五个平衡点。Matlab的数值仿真证明了所给方法的有效性。第三,研究了Chen系统的混沌控制。运用线性反馈、非线性反馈、微分反馈、延时反馈等反馈方法,本文设计了五种不同的反馈控制器,对Chen混沌系统进行了控制,取得了满意的结果。理论分析和仿真实验证实了各方法的有效性,并给出了各反馈增益k的范围。
第四,结合多变量追踪,设计了一种追踪控制器,将Elwakil混沌系统控制到所给定的任意光滑目标,如:平衡点、周期态,并实现了该控制系统的自同步以及与Rossler混沌系统的异结构同步。这种控制器形式简单,收敛速度快,控制范围宽。数值仿真表明了该方法的有效性。
第五,基于Ballman的动态规划方法和最优控制原理,针对一类混沌动力系统提出了一种优化控制方法,将混沌系统控制到任意所期望的定点。以Chua电路系统和Rucklidge系统为例,详细阐述了优化控制器的设计过程。