混沌系統(tǒng)的電路仿真及控制研究

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1、武漢嗣妓大學(xué)碩士學(xué)位論文第1頁(yè)摘要自從E．N．Lorenz20世紀(jì)60年代在數(shù)值試驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)第一個(gè)混沌吸引子以來(lái)，混沌理論在許多領(lǐng)域中獲得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展．大量研究工作表明，混沌與工程技術(shù)的聯(lián)系愈來(lái)愈密切，它在生物工程、力學(xué)工程、電子工程、化學(xué)工程、信息工程、計(jì)算機(jī)工程、應(yīng)用數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)物理等領(lǐng)域中都存在著廣泛的應(yīng)用前景。由于混沌系統(tǒng)的極端復(fù)雜性，人們一直認(rèn)為混沌系統(tǒng)是不可控制的。但1990年，Ott、C,rebogi和Yorke提出的基于參數(shù)擾動(dòng)的混沌控制方法，成功地實(shí)現(xiàn)了混沌系統(tǒng)的控制，從此，關(guān)于混

2、沌系統(tǒng)控制問(wèn)題的研究引起了人們的重視。本文首先介紹了混沌系統(tǒng)的定義、混沌的發(fā)生、混沌的特征以及研究混沌的幾種常用的方法，闡述了幾種常用的混沌控制方法，混沌控制的實(shí)現(xiàn)途徑及其應(yīng)用研究概況。接著，研究了混沌系統(tǒng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性，同時(shí)采用圖形仿真和數(shù)值仿真來(lái)觀察典型混沌Lorenz系統(tǒng)的奇怪吸引子，分析了運(yùn)用運(yùn)算放大器及阻容元件實(shí)現(xiàn)混沌系統(tǒng)的基本原理，并提出了運(yùn)用運(yùn)算放大器及阻容元件設(shè)計(jì)混沌系統(tǒng)的方法。最后，研究了Lorenz混沌系統(tǒng)的穩(wěn)定控制問(wèn)題，將模糊控制方法融入混沌系統(tǒng)的控制，采用T-S模糊模型逼

3、近非線性混沌系統(tǒng)，將非線性混沌系統(tǒng)模糊化為局部線性模型，然后用穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)了確保T-S模糊混沌系統(tǒng)全局漸進(jìn)穩(wěn)定的模糊控制器，將控制器的參數(shù)作為被控混沌系統(tǒng)的控制器參數(shù)，達(dá)到控制混沌系統(tǒng)的目的。利用MATLAB軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用此方法系統(tǒng)被很好地鎮(zhèn)定到零不動(dòng)點(diǎn)，取得了較好的控制效果。關(guān)鍵詞：混沌；Lorenz系統(tǒng)；混沌控制；模糊控制第1I頁(yè)武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractIn1960s．E．N．Lorenzfirstlydiscoveredchaoticattractori

4、nnumericalexperiment,fromthenon；chaostheoryhasbeenobtainedhuge，far-reachingdevelopmentinmanyfields．Agreatdealinvestigationshowsthatrelationbetweenchaosandengineeringtechnologyhasbeenbecomecloser．Chaoshasfar-rmlgingappliedforegroundinmanyfieldssuchasbio

5、logicalengineering，electronicengineering，chemicalengineering,informationengineering，applicationmathematicsandexperimentalphysicsandSOon．Owingtoexcessivecomplexityofchaoticsystems,peopleconsideritwasimpossibletocontrolchaosatalltimes．Yet,in1990．Ott、C,re

6、begiendYorkeproposedaconceptforcontrollingchaoticsystemswhichsuccessfullycarriedoutcontrolofchaoticsystems，henceforth,thestudyofcontrollingchaoscaughttheattention．Firstly,definitionofchaoticsystem，howtoproducechaos，andchaoticfeaturesWCl"eintroduced,and

7、severalcontrollingchaosmethods，realizationwayofchaoscontrolandappliedresearchsurveywerebrieflyelaborated．Then，thenonlineardynamicalnatureofchaoticsystemswasstudied，strangeattractorswercobservedbygraphicssimulationandnumericalsimulation,basicprincipleto

8、designchaoticcircuitbyoperationalamplifier,resistorandcapacitorwasanalyzed,andanewmethodtodesignchaoticcircuitbyoperationalamplifier,resistorandcapacitorwasproposed．Finally,theproblemofstablecontrollingLorenzchaoticsystemwasstudied，usin