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《广东工业大学》 2012年
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几类复杂动态系统稳定及同步控制研究

范永青  
【摘要】:目前,工程应用和自然科学领域中出现的动态系统日益复杂化,控制目的也呈现出多样化,在这种情形下,控制理论需要提供更为有效的控制方法和策略成为必然。针对复杂动态系统所表现出的不同特点,如:模型和测量误差的不精确性,系统动态行为的多样性(如极限环、混沌等动态行为)以及系统内外部互联的强耦合性等等,给出控制器的设计方法和相应的理论分析已经成为目前国内外控制理论研究领域重要的研究课题。本文主要根据模糊逻辑系统和Lyapunov稳定性理论,分别讨论了几类复杂动态系统在存在模型不精确性和内外部耦合效应情况下的稳定、跟踪和同步问题。首先对几类不确定非线性复杂动态系统和具有混沌现象的一类复杂动态系统,通过利用模糊自适应控制、滑模变结构等控制设计方法对相应的系统设计了自适应镇定和跟踪控制器,与其他文献中的设计方法相比,本文提出的控制器设计方法不仅能有效逼近系统中的不确定性、有效减少自适应律的数目,并且该方法适用于多种形式的模糊逻辑系统。其次,对一类混沌系统的状态量化稳定性问题,采用带有可变因子的自适应状态量化反馈控制器解决了混沌系统在状态量化器存在情况下的稳定性问题。最后,本文讨论了具有相似节点的复杂动态网络稳定和同步问题,利用分散控制器设计策略,在某些条件下,解决了节点具有不同维数的复杂动态网络的镇定与同步问题。本文的研究内容主要有以下几个方面:(1)介绍复杂动态系统的研究背景和意义、有关研究发展概况以及复杂动态系统的一些动态特点,并提出需要研究的课题。(2)对几类具有不确定性的复杂动态系统,采用模糊逻辑系统工具,分别设计系统的镇定和跟踪自适应控制器,所设计的控制策略不仅能有效减少自适应律数目,而且能保证闭环系统的所有状态、跟踪误差和观测误差是一致终极有界的。并给出仿真算例说明了本文设计方法相比于其他方法的优越性。(3)讨论了一类带有混沌现象的复杂动态系统驱动响应模糊自适应同步问题,在该系统带有不确定非线性和外部干扰的情况下,针对以往采用的Mammdani型和具有线性后件的T-S型模糊逻辑系统容易产生规则“维数灾难”的问题,利用具有非线性后件的T-S型模糊逼近不确定性,由此设计了状态反馈控制器使得响应系统能够渐近同步于驱动系统。(4)考虑了一类具有混沌现象的复杂动态系统稳定性问题,在系统状态反馈通道存在量化器的情况下,针对因静态量化测量方法造成混沌系统发散现象的问题,采用可变自适应状态量化控制设计方法解决了复杂动态系统稳定问题。(5)考虑了一类含有相似节点的耦合复杂动态网络稳定和同步控制问题,基于相似参量的信息设计了相应的分散控制器,使得复杂动态网络能够实现渐近镇定与同步。此方法消除了其他文献中复杂动态网络的各个节点状态维数是完全一致的缺点。最后,本文分别对耦合时滞相同和耦合时滞不同的复杂动态网络,分别给出了使得复杂动态网络指数镇定和同步的判定条件。本文受广东省自然科学基金项目(8151009001000061)、广东省自然科学基金团队项目(8351009001000002)等资助。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O157.5;O231

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【参考文献】
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【相似文献】
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1 范永青;几类复杂动态系统稳定及同步控制研究[D];广东工业大学;2012年
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