混沌系统的电路仿真及控制研究

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1、武汉嗣妓大学硕士学位论文第1页摘要自从E．N．Lorenz20世纪60年代在数值试验中偶然发现第一个混沌吸引子以来，混沌理论在许多领域中获得了长远的发展．大量研究工作表明，混沌与工程技术的联系愈来愈密切，它在生物工程、力学工程、电子工程、化学工程、信息工程、计算机工程、应用数学和实验物理等领域中都存在着广泛的应用前景。由于混沌系统的极端复杂性，人们一直认为混沌系统是不可控制的。但1990年，Ott、C,rebogi和Yorke提出的基于参数扰动的混沌控制方法，成功地实现了混沌系统的控制，从此，关于混

2、沌系统控制问题的研究引起了人们的重视。本文首先介绍了混沌系统的定义、混沌的发生、混沌的特征以及研究混沌的几种常用的方法，阐述了几种常用的混沌控制方法，混沌控制的实现途径及其应用研究概况。接着，研究了混沌系统的非线性动力学特性，同时采用图形仿真和数值仿真来观察典型混沌Lorenz系统的奇怪吸引子，分析了运用运算放大器及阻容元件实现混沌系统的基本原理，并提出了运用运算放大器及阻容元件设计混沌系统的方法。最后，研究了Lorenz混沌系统的稳定控制问题，将模糊控制方法融入混沌系统的控制，采用T-S模糊模型逼

3、近非线性混沌系统，将非线性混沌系统模糊化为局部线性模型，然后用稳定性理论设计了确保T-S模糊混沌系统全局渐进稳定的模糊控制器，将控制器的参数作为被控混沌系统的控制器参数，达到控制混沌系统的目的。利用MATLAB软件进行仿真实验，实验结果表明，利用此方法系统被很好地镇定到零不动点，取得了较好的控制效果。关键词：混沌；Lorenz系统；混沌控制；模糊控制第1I页武汉科技大学硕士学位论文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