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《电子科技大学》 2002年
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混沌控制及混沌理论在测量中的应用

伍维根  
【摘要】: 本文围绕混沌应用所要求的实时建模和实时控制及混沌在测量中的应用开展研究,主要研究内容包括:1.混沌建模研究;2.混沌的变结构控制研究;3.混沌的逆系统控制方法研究;4.混沌在测量中的应用研究。 主要结论和创新之处包括: 1. 在以多项式为模型的混沌建模研究中,由建模误差与嵌入维数的关系,通过实验的方法确定最佳嵌入维数;同时还研究了连续时间混沌系统的采样周期与建模误差的关系。 2. 提出了一种非线性自适应IIR滤波器模型作为混沌建模模型。该模型综合了经网神络模型具有非线性逼近能力强的优点和多项式模型具有较快的线性逼近能力的特点。该建模方法采用独立变步长的自适应梯度算法来跟踪辨识系统的动态特性,且由于Sigmoid函数本身有界,因此在自适应过程中不需要对系统的稳定性进行检测。此外,该方法还具有一定的抗噪能力。 3. 提出了基于极点配置的混沌滑动模态控制方法。该方法通过极点配置来设计滑动模态使之具有良好的动态特性,采用指数趋近律保证受控系统的趋近运动,并通过合理选择指数趋近律中的参数使趋近运动既有较快的趋近速度、同时又能降低抖振。理论分析和仿真实验结果表明该方法能镇定混沌同时具有鲁棒性。 4. 研究了离散混沌系统的参数变结构控制方法。对参数敏感的离散混沌系统实施不连续的参数扰动,扰动参数在切换流形的两侧分别取两个不同的确定值。当等效控制所对应的参数介于两个确定值之间时,系统的趋近运动和滑动运动均得到保证。 5. 提出了混沌非线性反馈跟踪控制方法。以跟踪误差渐近收敛到零为基础,采用变结构控制方法中的多切换流形思想来设计控制律,使得受控混沌系统既能稳定在相空间中的某一点,同时也能跟踪外加输入信号。 6.初步建立混沌逆系统控制方法的理论体系 (1)混沌系统在其相空间的一定区域内存在逆系统。 (2)混沌控制的逆系统方法能够有效地控制混沌。该方法既能控制离散时间混沌,也能控制连续时间混沌;既能使混沌系统稳定到不动点,也能使混沌系统 WP=6 稳定到周期轨道。 (3) 线性常系数滤波器,包括FIR滤波器和IIR滤波器, 在控制过程中,滤波器的权系数的选择与被控混沌系统及其参数无关,因此可以不知道系统的动力方程,也不用从混沌中取出某个不稳定周期轨道。但由于滤波器的权系数与控制目标轨道之间的关系不明确,因而无法在控制之前确定目标轨道。 (4) 线性自适应FIR滤波器控制混沌时,利用滤波器可调节的优点,可以在控制之前确定目标轨道。但滤波器权系数的初始值和收敛因子的选择有一定限制。 (5)采用非线性自适应FIR滤波器控制混沌可以放宽滤波器权系数的初始值和收敛因子的限制。 7.计算实测时间序列的相关维数和最大Lyapunov指数,以便判断该序列中是否包含混沌信号。 8.提出了一种基于混沌和非线性自适应FIR滤波器的微弱信号检测方法。该方法是对传统瞬态信号检测的一个突破,在确知接收背景信号是混沌时,其检测性能将大大优于基于噪声的统计信号检测方法。 9.研究了基于噪声和混沌振子的微弱信号检测方法。该方法既能形成一种独立的检测理论,也可以作为现行微弱信号检测理论的有效补充。 10. 研究了混沌A/D变换器的原理和电路实现。混沌A/D变换是完全违背了现有的工程观念,采用了极不稳定的系统实现A/D变换,但更接近于生物体内的检测系统,是一个很值得研究的方向。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP13

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈旭;离散动力系统反馈混沌化与控制算法的研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 孙影;电流模式Boost变换器中分叉与混沌现象的研究[D];东北农业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 杨益飞;阮颖;张维煜;王泉;杨泽斌;朱熀秋;;五自由度交流混合磁轴承α阶逆系统解耦控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
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8 周又和;王记增;郑晓静;;小波方法及其在力学问题中的应用[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
9 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;不规则横浪中船舶大角横摇的非线性动力学分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
10 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;;风浪中舰船摇荡运动时历的混沌分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗启彬;基于混沌理论的遥测信息安全技术研究[D];中国工程物理研究院;2009年
2 蔡智富;脉压雷达信号的识别与参数估计算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李建平;面向异构数据源的网络安全态势感知模型与方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 卜云;混沌时间序列自适应预测算法研究[D];电子科技大学;2010年
7 魏恒东;混沌直扩信号检测与混沌同步研究[D];电子科技大学;2010年
8 潘林;一类混沌系统的同步与控制方法研究[D];东华大学;2010年
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10 赵斌;生物数学的起源与形成[D];西北大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑洪波;虚拟倒立摆系统的控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
3 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
4 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李天鹰;动基座条件下防摆技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 陈超;重组大肠杆菌高密度发酵过程建模与控制[D];大连理工大学;2010年
7 孙鹏;几类典型混沌系统的同步与反同步[D];大连理工大学;2010年
8 赵宾;几类自治混沌系统的控制与同步方案研究[D];大连理工大学;2010年
9 王梦蛟;非共振参数混沌控制在微弱信号检测中的应用研究[D];湘潭大学;2010年
10 卢静;广义同步与相同步若干问题的研究[D];江南大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王双连;动力系统中的混沌行为及其控制[D];浙江大学;2003年
2 黄胜伟;工程结构混沌振动、混沌最优化算法及其应用[D];河海大学;2003年
3 茅耀斌;基于混沌的图像加密与数字水印技术研究[D];南京理工大学;2003年
4 顾恩国;控制混沌动力系统中吸引子的稳定邻域及非线性生态系统中的可行吸引域的全局分叉[D];复旦大学;2004年
5 马先锋;一类超空间上的离散动力系统[D];吉林大学;2006年
6 郑洁;计算机模拟与图上的离散动力系统[D];南开大学;2006年
7 张永东;混沌系统的控制方法研究[D];华南理工大学;2000年
8 刘树堂;2-D离散动力系统混沌控制与同步[D];华南理工大学;2002年
9 李宗成;离散动力系统混沌理论[D];山东大学;2007年
10 顾葆华;混沌系统的几种同步控制方法及其应用研究[D];南京理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 邵和江;电流模式控制Boost变换器分岔及其控制[D];安徽大学;2011年
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6 代天君;开关电源中混沌现象的建模与仿真研究及小型电源的研制[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 申朝文;动力系统反控制若干问题研究[D];广东工业大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
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8 罗晓曙,黄秉鍊;非自治动力系统和一维离散映象中的混沌控制[J];广西工学院学报;1999年01期
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10 钟晓敏,方建安,邵世煌;混沌系统的一种自学习模糊控制[J];信息与控制;1998年06期
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7 李立;张登材;刘朝晖;陈永;;周期信号扰动法应用于机器人机构混沌运动的控制[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
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1 王明军;混沌控制、同步及在保密通信中的应用[D];大连理工大学;2010年
2 李伟;保守系统的混沌控制[D];中国工程物理研究院;2001年
3 任海鹏;混沌控制方法及其应用研究[D];西安理工大学;2003年
4 伍维根;混沌控制及混沌理论在测量中的应用[D];电子科技大学;2002年
5 梁建术;高维非线性系统的分岔和混沌控制[D];天津大学;2003年
6 刘静岩;房地产投资分析及其混沌控制研究[D];天津大学;2003年
7 于洪洁;多自由度转子系统非线性动力学数值分析及混沌控制[D];大连理工大学;2002年
8 崇桂书;玻色-爱因斯坦凝聚体中的混沌与孤子[D];湖南师范大学;2004年
9 牛玉军;混沌控制与同步及其在信息加密中的应用[D];大连理工大学;2011年
10 安跃军;深海机器人推进电机混沌现象研究[D];沈阳工业大学;2005年
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1 刘期烈;基于神经网络的混沌控制研究[D];西南交通大学;2004年
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7 任娜;双环掺铒光纤激光器混沌控制与同步研究[D];河北工业大学;2005年
8 张柯;DC/DC变换器混沌建模与控制的研究[D];重庆大学;2006年
9 朱志强;癫痫失神小发作模型的混沌控制[D];天津医科大学;2002年
10 武相军;混沌的控制、同步及加密的研究[D];大连理工大学;2006年
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