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《控制非線性動(dòng)力系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第卷第期控制理論與應(yīng)用,年月,控制非線性動(dòng)力系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象陳關(guān)榮休斯頓大學(xué)電機(jī)工程系·美國(guó)休斯頓、摘要控制混沌是一個(gè)新的概念本文對(duì)混沌系統(tǒng)的控制同步及反控制等問(wèn)題給予綜合介紹和評(píng)述,指出混沌控制這一新的令人鼓舞而且頗有起色的研究方向無(wú)論在理論還是在應(yīng)用方面都具有十分誘人的前景這一項(xiàng)新的科研和學(xué)術(shù)上的挑戰(zhàn)正在向數(shù)學(xué)、物理、工程、以及多方面的交錯(cuò)學(xué)科中從事尖端研究的科學(xué)工作者們提出越來(lái)越多和越來(lái)越深刻的課題,因而特別應(yīng)該引起非線性動(dòng)力系統(tǒng)和工程控制論專(zhuān)家們足夠的重視關(guān)鍵詞混沌非線性動(dòng)力系統(tǒng)控制反控制同步化,“?！薄啊?
2、根據(jù)英國(guó)的《不列顛百科全書(shū)》注釋英文中的一詞原于希臘的本意是在萬(wàn)〔’“”,物出現(xiàn)之前就存在的無(wú)限廣闊的空虛宇宙這一名詞翻譯成中文時(shí)變?yōu)榛煦缙湓虿弧啊奔t」,甚清楚據(jù)說(shuō)在《莊子》一書(shū)內(nèi)篇卷七中有句云中央之帝為混沌其意與上述解釋似有不,“”“”,同但不管是希臘還是中國(guó)先有其詞當(dāng)代英文中的一字意指混亂無(wú)序其涵義與科“”比較貼切,學(xué)和工程學(xué)非線性動(dòng)力系統(tǒng)理論中所描述的確定性的隨機(jī)現(xiàn)象因而已被借用來(lái)稱(chēng)呼這些異?，F(xiàn)象“”,一詞在現(xiàn)代科學(xué)和工程中已被廣泛接受和使用但尚未有一個(gè)非常嚴(yán)格的定義?！啊?本文不旨在討論即混沌的定義問(wèn)題如
3、果讀者有興趣兩個(gè)有代表性而又相近的定義可以在李天巖和〔〕及川中找到,其中前一個(gè)定義在羅定軍和滕利邦的書(shū)川中亦有介紹一般而言,混沌現(xiàn)象隸屬于確定性系統(tǒng)然而難于預(yù)測(cè)基于其動(dòng)力學(xué)性態(tài)對(duì)于初始條件的,隱含于復(fù)雜系統(tǒng)但,以及呈現(xiàn)多高度敏感性又不可分解基于其具有稠密軌道的拓?fù)涮卣鳌啊狈N混亂無(wú)序卻又頗為規(guī)則的圖象如具有稠密的周期點(diǎn)等絕大多數(shù)或者說(shuō)幾乎所有的混沌現(xiàn)象僅限于非線性動(dòng)力系統(tǒng),因而不少人認(rèn)為這只不過(guò)是一種復(fù)雜、強(qiáng)列而又豐姿多彩的非線性現(xiàn)象而已有趣的是,線性分布參數(shù)系統(tǒng)亦可以是混沌的川,甚至從圓周映到圓周的簡(jiǎn)單函數(shù)一也可以
4、是混沌的川一完全依賴(lài)于混沌的定義一一由此也可見(jiàn)嚴(yán)格定義混沌的困難由于混沌系統(tǒng)和混沌現(xiàn)象的奇異和復(fù)雜性至今尚未為人們所徹底了解,這類(lèi)系統(tǒng)和現(xiàn)象能否被人為地控制和誘導(dǎo),特別是能否用常規(guī)方法來(lái)控制,長(zhǎng)期以來(lái)一直是一個(gè)沒(méi)有被深入探討過(guò)的問(wèn)題直觀上說(shuō),確定性系統(tǒng)可以由確定性控制器來(lái)操縱是毫不奇怪的,但隨機(jī)系統(tǒng)也“”,可以由確定性控制器來(lái)操縱就不是那么理所當(dāng)然了線性隨機(jī)系統(tǒng)有一條重要的分離定理〔一」使得隨機(jī)線性二次型最優(yōu)控制可以通過(guò)確定性的反饋和濾波相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)非一至,線性隨機(jī)系統(tǒng)是否可以類(lèi)似地來(lái)控制就不甚明確一少不是一件顯而
5、易見(jiàn)的事因?yàn)檫B確定性非線性系統(tǒng)控制都是一項(xiàng)相當(dāng)困難的工作〔’?！纱丝芍?控制具有“確定性的隨機(jī)性”同時(shí)又具備“非線性的復(fù)雜性”的系統(tǒng)一混沌系統(tǒng)一肯定是一件十分具有誘惑力而又富有挑本文于年月儀到年月日儀到修改稿?1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net控制理論與應(yīng)用卷戰(zhàn)性的事,關(guān)非線性動(dòng)力系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象是由某些關(guān)鍵的系統(tǒng)參數(shù)及其變化而引起的因此于控制’〕,,或誘導(dǎo)混沌的一種
6、十分自然的想法是直接控制或調(diào)整這些參數(shù)據(jù)說(shuō)早在年左右,就指出預(yù)先計(jì)劃好而且小心選擇的大氣層內(nèi)的微小擾動(dòng)可以在一段時(shí)間之后,’〕,造成人們想要的巨大的天氣變化從這種思想出發(fā)在年用計(jì)算機(jī)模擬通過(guò)觀察極大指數(shù)的方式注意到適當(dāng)?shù)膮?shù)擾動(dòng)可以達(dá)到消除系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象,,〔’」,的目的稍后和提出了一種比較系統(tǒng)和嚴(yán)密的參數(shù)擾動(dòng)方法旨在通過(guò)逐次局部線性化配合小參數(shù)調(diào)整的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)控制混沌現(xiàn)象的目的因?yàn)樗麄冞@種技巧的,,新穎人們稱(chēng)之為方法由于在調(diào)整參數(shù)的過(guò)程中需要使用系統(tǒng)輸出的信息這種方法亦具有一定的傳統(tǒng)反饋控制之特色不過(guò)與工程上反饋
7、控制的設(shè)計(jì)思想有很多本質(zhì)上的差「’‘〕異這種參數(shù)調(diào)整控制方式后來(lái)獲得相應(yīng)的推廣和不少實(shí)際應(yīng)用本文后面還要提到這種,控制手段有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)它不要求知道嚴(yán)格的系統(tǒng)數(shù)學(xué)方程并且能通過(guò)微小的控制信號(hào),,而獲得明顯的控制效果困難是人為的因素起主導(dǎo)作用參數(shù)的調(diào)整非常機(jī)巧并且沒(méi)有固定的模式可以遵循在時(shí)間上比和還要早一些,在他年的博士論文中已經(jīng)描述過(guò)一種控制混沌現(xiàn)象的方法這種方法后來(lái)被本人、以及他們的合作者們進(jìn)一步,“”“”“”仁’一”〕推廣和完善化稱(chēng)為納入軌道俗稱(chēng)坐火車(chē)和強(qiáng)迫遷徙方法這種方法的基本思想很簡(jiǎn)單假定目標(biāo)軌道滿(mǎn)足與給
8、定動(dòng)力系統(tǒng)相同的數(shù)學(xué)方程,然后把兩個(gè)方程疊加起來(lái),由此而迫使動(dòng)力系統(tǒng)的混沌狀態(tài)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)軌道之中去這種控制方式在工程上是一種開(kāi)環(huán)控制優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)和使用都十分簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是無(wú)法確?？刂七^(guò)程的穩(wěn)定性如數(shù)值誤差容易引起控制作用的失敗,事實(shí)上確定性和隨機(jī)性系統(tǒng)的控制問(wèn)題無(wú)論在數(shù)學(xué)上還是工程上都已經(jīng)有很長(zhǎng)的研究歷史,并且建立起了很多行之有效的理論和方法各種形式的反饋控制方
