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含多项式取绝对值函数的混沌系统分析与应用 被引量:2
1
作者 高正中 杜翔 《复杂系统与复杂性科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期74-84,共11页
为获得更复杂的动力学特性,设计了一种含有三次多项式取绝对值函数的混沌系统,该混沌系统的理论模型由含有3个状态变量的非线性方程组描述。分析了该系统的基本属性,以及相轨图、时域波形、Lyapunov指数、Poincaré映射、分岔图等... 为获得更复杂的动力学特性,设计了一种含有三次多项式取绝对值函数的混沌系统,该混沌系统的理论模型由含有3个状态变量的非线性方程组描述。分析了该系统的基本属性,以及相轨图、时域波形、Lyapunov指数、Poincaré映射、分岔图等动力学特性。系统在一定的参数条件下存在周期和混沌的特性,初值对称时存在共存吸引子或聚合吸引子。此外,某些系统参数变化时,系统存在恒定的动力学特性,状态变量初值变化时系统的动力学特性也是恒定的。电路仿真验证了理论的正确性。基于新设计的混沌系统设计了一种加密方案,对加密性能进行了分析,表明了加密方案的有效性。 展开更多
关键词 混沌 动力学 共存吸引子 共存分岔 图像加密
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基于紧支撑多变量多项式函数的非线性随机系统概率密度函数形状控制方法 被引量:1
2
作者 王玲芝 张坤 钱富才 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期39-52,共14页
针对非线性随机系统的概率密度函数(PDF)形状控制问题,文中以FokkerPlanck-Kolmogorov(FPK)方程为研究工具,提出了一种基于紧支撑多变量多项式(CSMP)函数的非线性随机系统PDF形状控制方法。当系统处于稳定状态时,系统的PDF被困在特定的... 针对非线性随机系统的概率密度函数(PDF)形状控制问题,文中以FokkerPlanck-Kolmogorov(FPK)方程为研究工具,提出了一种基于紧支撑多变量多项式(CSMP)函数的非线性随机系统PDF形状控制方法。当系统处于稳定状态时,系统的PDF被困在特定的紧凑子空间中,不需要对整个空间进行积分。而CSMP函数在一段连续的空间内非0,满足紧凑子空间的特征。因此,文中将CSMP的线性组合(CSMP-LC)作为FPK方程的稳态近似解逼近目标PDF。首先,采用飞蛾扑火优化(MFO)算法优化CSMP-LC函数的参数;然后,通过对多维稳态FPK方程的每一维状态变量进行积分,确保稳态FPK方程在整个空间中的积分为0;最后,求解出一维和二维非耦合的状态变量PDF形状控制器,并进行了仿真实验。结果表明,对于一维非线性随机系统,文中提出的方法能有效地实现对不同类型目标PDF形状(单峰形状、双峰形状、三峰形状)的控制,且在目标PDF形状为复杂的三峰时,文中方法的均值、方差、峰度和偏度误差均优于其他两种方法。文中方法扩展到二维状态变量非耦合的非线性随机系统时,也能较好地实现对PDF形状的控制,为多变量随机系统的PDF形状控制研究提供了新的思路。同时,CSMP函数可以减少积分计算的复杂性,降低了非线性随机系统的PDF形状控制器的求解难度。 展开更多
关键词 Fokker-Planck-Kolmogorov方程 非线性随机系统 概率密度函数 紧支撑多变量多项式
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连续非线性系统的神经网络α阶逆系统控制方法 被引量:36
3
作者 戴先中 刘军 冯纯伯 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第4期463-468,共6页
对连续非线性系统,采用连续系统的设计方法,利用神经网络对非线性函数的逼近能力加上用来表征系统动态特性的若干积分器,构造工程上可实现的原系统的神经网络α阶逆系统(将α阶逆系统直接与原系统串接,构成α阶积分伪线性复合系统... 对连续非线性系统,采用连续系统的设计方法,利用神经网络对非线性函数的逼近能力加上用来表征系统动态特性的若干积分器,构造工程上可实现的原系统的神经网络α阶逆系统(将α阶逆系统直接与原系统串接,构成α阶积分伪线性复合系统),并对α阶积分伪线性复合系统设计线性控制器,实现对原非线性系统的有效控制.仿真结果表明,该方法适用于较一般的线性、非线性连续系统,且结构简单,易于工程实现. 展开更多
关键词 逆系统 神经网络 辨识 控制 连续非线性系统
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船舶动力定位系统的非线性输出反馈控制 被引量:11
4
作者 杜佳璐 李文华 +1 位作者 郑凯 于双和 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期70-75,91,共7页
针对动力定位船舶的速度不可测问题,考虑带有环境扰动的动力定位船舶运动非线性数学模型,提出一个非线性观测器-控制器控制方案,实现仅依赖于船舶位置和艏向测量值的船舶动力定位的输出反馈控制,且其观测器具有分离的稳定性.应用串级非... 针对动力定位船舶的速度不可测问题,考虑带有环境扰动的动力定位船舶运动非线性数学模型,提出一个非线性观测器-控制器控制方案,实现仅依赖于船舶位置和艏向测量值的船舶动力定位的输出反馈控制,且其观测器具有分离的稳定性.应用串级非线性系统理论证明了最终的船舶动力定位输出反馈闭环系统是全局渐近稳定的,所设计的输出反馈控制律迫使船舶的位置及艏摇角全局渐近收敛于期望值.以一艘供给船为例进行仿真研究,结果验证了所设计的船舶动力定位输出反馈控制律的有效性. 展开更多
关键词 船舶 动力定位系统 非线性 观测器 串级系统理论 输出反馈
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开关变换器的本质安全特性分析与设计 被引量:39
5
作者 刘树林 刘健 寇蕾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期36-41,共6页
通过分析开关变换器的最危险故障状态,得出了判断其内部本质安全的等效电感电路。根据开关变换器的最大输出短路释放能量,得出了变换器的输出短路等效电容。以电容、电感电路的点燃曲线作为依据,得出了开关变换器内部和输出本质安全的... 通过分析开关变换器的最危险故障状态,得出了判断其内部本质安全的等效电感电路。根据开关变换器的最大输出短路释放能量,得出了变换器的输出短路等效电容。以电容、电感电路的点燃曲线作为依据,得出了开关变换器内部和输出本质安全的判断方法。以变换器同时满足本质安全和期望的输出电压纹波要求作为限制条件,得出了电感、电容的设计范围。以Buck变换器为例进行了分析和试验,结果验证了所提方法的可行性和理论分析的正确性。 展开更多
关键词 本质安全电路 开关变换器 输出短路释放能量 设计
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电机转速环节Super-Twisting算法二阶滑模控制律设计与研究 被引量:20
6
作者 张庆超 马瑞卿 +1 位作者 皇甫宜耿 王姣 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期669-676,共8页
针对电机转速环节,研究了以Super-Twisting算法(STA)为基础的转速闭环二阶滑模控制律设计方法,无需对转速求导或求解转速极值。利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性,并分析了系统中比例滑模项对系统收敛的稳定性和快速性的影响,以及不... 针对电机转速环节,研究了以Super-Twisting算法(STA)为基础的转速闭环二阶滑模控制律设计方法,无需对转速求导或求解转速极值。利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性,并分析了系统中比例滑模项对系统收敛的稳定性和快速性的影响,以及不同类型比例滑模项的共同点与区别。仿真结果表明,在STA基础上人为增加比例滑模项可以提高系统的收敛速度,而不受系统工作状态影响,并且不改变系统的STA二阶滑模特性。由于各种电机都具有统一的转子运动方程,因此,研究结果对各种电机的转速环节二阶滑模闭环控制具有通用性。 展开更多
关键词 电机 转速闭环 二阶滑模 Super-Twisting算法 稳定性 收敛性
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船舶运动航向自适应非线性控制的仿真研究 被引量:20
7
作者 杜佳璐 郭晨 张显库 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1445-1448,共4页
针对参数未知的船舶航向非线性控制系统数学模型,考虑船舶操舵伺服机构特性的情况下,船舶航向控制问题成一个虚拟控制系数未知的非匹配不确定非线性控制问题。引入Nussbaum函数,并采用逆推(backstepping)技术,成功地解决了上述困难,设... 针对参数未知的船舶航向非线性控制系统数学模型,考虑船舶操舵伺服机构特性的情况下,船舶航向控制问题成一个虚拟控制系数未知的非匹配不确定非线性控制问题。引入Nussbaum函数,并采用逆推(backstepping)技术,成功地解决了上述困难,设计了船舶航向自适应非线性控制器;借助Lyapunov函数证明了所设计控制器使最终的闭环非匹配不确定船舶运动非线性系统中的所有信号有界,系统的实际航向自适应地保持设定航向。以大连海事大学“育龙”轮为例进行仿真研究,结果证明所设计的控制器是有效的。 展开更多
关键词 船舶运动航向控制 自适应 非线性 非匹配不确定 逆推算法 NUSSBAUM增益
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板球系统的非线性自适应控制 被引量:13
8
作者 王红睿 田彦涛 +1 位作者 隋振 孙瑞东 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1251-1256,共6页
针对球半径、球质量、球转动惯量未知的板球系统,提出了其非线性自适应控制方法。建立了包括球板间摩擦、传动机构、步进电机等环节的板球系统数学模型。结合Lyapunov稳定性理论设计了非线性位置控制器和非线性自适应位置控制器。提出... 针对球半径、球质量、球转动惯量未知的板球系统,提出了其非线性自适应控制方法。建立了包括球板间摩擦、传动机构、步进电机等环节的板球系统数学模型。结合Lyapunov稳定性理论设计了非线性位置控制器和非线性自适应位置控制器。提出的控制方法经过了仿真验证。跟踪控制结果表明与模糊控制相比,非线性自适应控制方法提高了板球系统的控制精度。 展开更多
关键词 非线性控制 板球系统 Lyapunov直接方法 自适应控制 仿真建模
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一类超混沌系统电路实现及其动力学分析 被引量:17
9
作者 包伯成 刘中 许建平 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期182-187,共6页
针对如何生成超混沌信号问题,通过在一个3维混沌Lü系统的电路中简单地加载一个积分电路,实现了一类超混沌系统电路。电路仿真获得了这类系统的超混沌吸引子及混沌、周期和准周期吸引子。并对实验电路所对应的四维连续自治耗散系统... 针对如何生成超混沌信号问题,通过在一个3维混沌Lü系统的电路中简单地加载一个积分电路,实现了一类超混沌系统电路。电路仿真获得了这类系统的超混沌吸引子及混沌、周期和准周期吸引子。并对实验电路所对应的四维连续自治耗散系统方程进行了分析和数值仿真,论证了这些系统电路的超混沌现象及其动力学特性。提出的超混沌系统电路实现简单,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 超混沌电路 吸引子 系统方程 动力学特性
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船舶航向非线性系统的自适应跟踪控制器设计 被引量:12
10
作者 杜佳璐 郭晨 杨承恩 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期83-88,共6页
将非线性船舶操纵数学模型用于船舶航向跟踪的自动舵设计,同时考虑模型参数的不确定性以及舵机伺服系统特性,则船舶操纵非线性数学模型具有非匹配不确定形式.针对上述困难,提出一种新的自适应非线性控制策略,将Nussbaum函数与逆推(backs... 将非线性船舶操纵数学模型用于船舶航向跟踪的自动舵设计,同时考虑模型参数的不确定性以及舵机伺服系统特性,则船舶操纵非线性数学模型具有非匹配不确定形式.针对上述困难,提出一种新的自适应非线性控制策略,将Nussbaum函数与逆推(backstepping)技术相结合,设计了船舶运动航向跟踪控制器,成功解决了其虚拟控制系数符号未知的问题.在理论上,借助Lyapunov函数证明了所设计控制器使最终的非匹配不确定船舶运动非线性系统中所有信号有界,船舶实际航向自适应地渐近跟踪设定的期望参考航向.仿真结果表明所设计的控制器有效可行,对系统参数变化具有很强的鲁棒性. 展开更多
关键词 航向跟踪控制 自适应 非线性 非匹配不确定 逆推算法 NUSSBAUM增益
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一类非线性系统的自适应模糊滑模控制 被引量:49
11
作者 张天平 冯纯伯 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期361-369,共9页
对一类具有不确定性的非线性系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制系统的设计方法.控制结构中采用模糊系统自适应补偿过程的不确定性.利用李雅普诺夫理论,证明了控制算法是全局稳定的,跟... 对一类具有不确定性的非线性系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制系统的设计方法.控制结构中采用模糊系统自适应补偿过程的不确定性.利用李雅普诺夫理论,证明了控制算法是全局稳定的,跟踪误差可收敛到零的一个邻域内. 展开更多
关键词 非线性系统 模糊控制 滑模控制 自适应控制
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基于NOFRF裂纹转子非线性频谱分析 被引量:7
12
作者 武红霞 韩捷 +1 位作者 陈宏 秦东晨 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1271-1274,共4页
建立了裂纹转子非线性逼近模型,论述了非线性输出频域响应函数(NOFRF)及其非线性频谱分析理论,基于该理论对裂纹转子系统的各阶NOFRF进行了仿真分析,该分析结果说明了裂纹转子系统新频域成份是如何产生的,对裂纹转子的超谐波成份和亚共... 建立了裂纹转子非线性逼近模型,论述了非线性输出频域响应函数(NOFRF)及其非线性频谱分析理论,基于该理论对裂纹转子系统的各阶NOFRF进行了仿真分析,该分析结果说明了裂纹转子系统新频域成份是如何产生的,对裂纹转子的超谐波成份和亚共振现象进行了解释,并进行了试验分析,结果表明了高阶NOFRF比一阶对转子裂纹深度更敏感,为裂纹转子的精确故障诊断提供了理论基础。 展开更多
关键词 裂纹转子 非线性频谱 故障诊断 NOFRF
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电力推进船舶电力负荷的多变量混沌局部预测 被引量:10
13
作者 赵敏 樊印海 孙辉 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2797-2799,2805,共4页
为提高电力推进船舶电力负荷预测精度,提出电力推进船舶电力负荷的多变量混沌局部预测。将相空间重构由单变量时间序列拓展到多变量时间序列,并依据电力推进船舶电力负荷及其相关因素构成的多变量时间序列进行相空间重构。针对每一分量... 为提高电力推进船舶电力负荷预测精度,提出电力推进船舶电力负荷的多变量混沌局部预测。将相空间重构由单变量时间序列拓展到多变量时间序列,并依据电力推进船舶电力负荷及其相关因素构成的多变量时间序列进行相空间重构。针对每一分量时间序列采用互信息法进行最佳时间延迟的选择,最优嵌入维数则采用虚假邻点法进行确定。根据多变量混沌时序局部预测,提出基于正则化的电力推进船舶电力负荷多变量混沌局部预测。通过对实际船舶电力负荷的计算实例表明,基于多变量时间序列的预测方法比单变量预测具有较好的预测效果。 展开更多
关键词 电力推进船舶 电力负荷 多变量时间序列 正则化 混沌局部预测
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高阶非线性控制系统相平面的图解实现 被引量:5
14
作者 张德祥 方斌 +1 位作者 高清维 陈军宁 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2979-2982,共4页
非线性控制系统在实际中的存在非常普遍,分析方法有多种。而非线性系统的相平面法既能提供稳态性能信息,又能提供时间响应信息,因而被广泛使用,但相平面法只限于一阶、二阶线性系统的分析。为得到高阶非线性系统的相平面,借助状态空间法... 非线性控制系统在实际中的存在非常普遍,分析方法有多种。而非线性系统的相平面法既能提供稳态性能信息,又能提供时间响应信息,因而被广泛使用,但相平面法只限于一阶、二阶线性系统的分析。为得到高阶非线性系统的相平面,借助状态空间法,提出一种利用图解方法实现高阶非线性系统相轨迹的作图方法。数值仿真结果表明该算法与解析法相比具有良好的动静态性能、高的控制精度和较强的适应性,同时结果说明了该方法的有效性,算法具有计算简单、易于实现的特点。 展开更多
关键词 相平面 等倾线 高阶非线性 相轨迹 图解法
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非线性系统预测控制的多模型方法 被引量:62
15
作者 席裕庚 王凡 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1996年第4期456-461,503,共7页
本文在非线性系统的线性化多模型基础上,引入多模型参考轨迹逼近期望轨迹,提出了一种非线性系统预测控制的多模型方法.仿真结果表明,这种方法是有效的.
关键词 预测控制 非线性系统 多模型
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数字实现混沌系统的建模、仿真与实验 被引量:4
16
作者 徐强 包伯成 +1 位作者 胡文 杨晓云 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第15期3404-3407,共4页
为提高混沌信号源的稳定性和精确性,提出了数字实现混沌系统的方法。在综合新提出的三维混沌系统和四维超混沌系统的基础上,通过将它们的微分方程转化为积分方程,采用离散化累积运算方法,建立了基于数字实现的离散模型。在Matlab/Simul... 为提高混沌信号源的稳定性和精确性,提出了数字实现混沌系统的方法。在综合新提出的三维混沌系统和四维超混沌系统的基础上,通过将它们的微分方程转化为积分方程,采用离散化累积运算方法,建立了基于数字实现的离散模型。在Matlab/Simulink下数值仿真观察到了系统参数变化时动力学行为的演变过程,并基于ATmega128L微控制器芯片实现了相应的混沌和超混沌系统。仿真和实验结果表明了混沌和超混沌现象的存在性以及数字实现的可行性。 展开更多
关键词 混沌系统 模型 吸引子 数字实现 微控制器
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非线性频谱分析在故障诊断中的应用 被引量:5
17
作者 李湧 韩崇昭 +1 位作者 徐为群 唐晓泉 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期103-105,共3页
提出了一种基于非线性频谱分析的故障诊断方法 .针对测量信号不可避免的噪声干扰 ,采用总体最小二乘法辨识系统的频域传递特性 ,利用人工神经网络完成故障模式分类 ,构造了一种合理的特征提取方法 ,并给出了基于非线性频谱分析的故障诊... 提出了一种基于非线性频谱分析的故障诊断方法 .针对测量信号不可避免的噪声干扰 ,采用总体最小二乘法辨识系统的频域传递特性 ,利用人工神经网络完成故障模式分类 ,构造了一种合理的特征提取方法 ,并给出了基于非线性频谱分析的故障诊断的完整方案 .试验结果表明 ,该故障诊断方法准确率高 ,计算量小 ,可以应用于实际工程 . 展开更多
关键词 非线性频谱分析 神经网络 故障诊断 非线性系统
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子集优化在非线性系统辨识中的应用 被引量:3
18
作者 唐晓泉 王文正 +2 位作者 方洋旺 李涌 韩崇昭 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期19-22,共4页
提出了一种基于子集优化的非线性系统辨识方法.该方法没有对非线性系统激励信号的统计特性作任何假设,但它的计算量比现有的方法低,而对非线性系统输入输出数据量的要求也比现有的方法少.仿真结果表明。
关键词 非线性系统辨识 VOLTERRA级数 子集优化
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复杂系统混沌行为判别与混沌时间序列的分形建模 被引量:3
19
作者 付冲 马希敏 +1 位作者 李晖 朱伟勇 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第B07期34-37,共4页
提出了以有限维自由度及Lyapunov指数联合分析为判据的复杂系统混沌行为判别方法.避免了判别过程中将纯随机行为及复杂确定性线性行为误判为混沌行为。以球磨机矿浆流量为例,在相空间重构的基础上对系统关联维数进行了分析.验证了系... 提出了以有限维自由度及Lyapunov指数联合分析为判据的复杂系统混沌行为判别方法.避免了判别过程中将纯随机行为及复杂确定性线性行为误判为混沌行为。以球磨机矿浆流量为例,在相空间重构的基础上对系统关联维数进行了分析.验证了系统具有有限维自由度。通过Lyapunov指数分析考察了系统的时空演化特性并验证了系统的初值敏感性,从而分析出该流量具有确定性与随机性相互统一的混沌运动特征。利用Hurst指数通过分形内插算法对流量信号进行了精确重构,建立了一种可准确重演系统时空变化规律的模型. 展开更多
关键词 混沌系统 有限维自由度 LYAPUNOV指数 分形插值
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仿射非线性系统的动态输出反馈镇定 被引量:6
20
作者 陈彭年 韩正之 张钟俊 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期338-344,共7页
对能用状态反馈镇定且完全能观的仿射非线性系统,给出了保证闭环系统渐近稳定的动态补偿器的设计方法.
关键词 非线性系统 动态补偿器 输出反馈镇定
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