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一种分数阶混沌系统同步的自适应滑模控制器设计 被引量:50
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作者 潘光 魏静 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期41-47,共7页
针对分数阶混沌系统的同步问题,基于滑模控制理论和自适应控制理论,设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面,并提出了一种自适应滑模控制器在不消除非线性项的情况下实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法.利用所设计的自适应滑膜... 针对分数阶混沌系统的同步问题,基于滑模控制理论和自适应控制理论,设计了一个具有较强鲁棒性的分数阶积分滑模面,并提出了一种自适应滑模控制器在不消除非线性项的情况下实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法.利用所设计的自适应滑膜控制器实现了分数阶Chen系统、分数阶Liu系统以及分数阶Arneodo系统的混沌同步.数值模拟仿真结果验证了所设计的控制器的有效性和可行性. 展开更多
关键词 分数阶混沌系统 混沌同步 滑模控制
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基于分数阶次符号函数的永磁同步电机滑模控制技术 被引量:37
2
作者 郑美茹 王圣 +1 位作者 王丰 刘文阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期56-62,共7页
针对永磁同步电机的传统滑模控制技术中趋近速度与抖振程度之间存在矛盾的问题,利用分数阶积分型符号函数的特性,设计了一种基于分数阶的积分时变滑模变结构控制器。在趋近律的设计中引入分数阶,达到了在抖振程度较小的前提下提高系统... 针对永磁同步电机的传统滑模控制技术中趋近速度与抖振程度之间存在矛盾的问题,利用分数阶积分型符号函数的特性,设计了一种基于分数阶的积分时变滑模变结构控制器。在趋近律的设计中引入分数阶,达到了在抖振程度较小的前提下提高系统响应速度的目的。仿真和实验结果证明了所提出的滑模控制方法相比于传统的滑模控制方法能更快、更好地跟踪给定的信号,且对系统外部扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 分数阶微积分 滑模控制 符号函数 快速趋近律
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永磁同步电机伺服系统模糊分数阶滑模控制 被引量:34
3
作者 张碧陶 皮佑国 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2012年第12期1776-1780,1786,共6页
针对传统整数阶滑模控制系统中的抖震问题,结合分数阶理论、模糊逻辑推理和滑模控制技术的优点,提出了模糊分数阶滑模控制策略.将传统滑模控制器中的整数阶切换面推广到分数阶并设计了全控制域滑模面,保证系统在整个控制域都具有较强的... 针对传统整数阶滑模控制系统中的抖震问题,结合分数阶理论、模糊逻辑推理和滑模控制技术的优点,提出了模糊分数阶滑模控制策略.将传统滑模控制器中的整数阶切换面推广到分数阶并设计了全控制域滑模面,保证系统在整个控制域都具有较强的鲁棒性.采用模糊逻辑推理算法,实现了开关切换增益的自整定.仿真和实验验证了模糊分数阶滑模控制系统不但能有效地削减抖震,而且能保持滑模控制器对系统外部扰动的全局鲁棒性. 展开更多
关键词 分数阶 滑模控制 模糊推理 抖震 全局鲁棒性
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基于自适应滑模控制的不同维分数阶混沌系统的同步 被引量:34
4
作者 黄丽莲 齐雪 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期53-59,共7页
针对异结构不同维分数阶混沌系统的广义同步问题进行研究,设计了一种将滑模变结构理论和自适应控制理论相结合的方法.通过设计一种对外界干扰具有强鲁棒性的分数阶滑模面,以及构造合适的自适应滑模控制器,该控制器将系统的运动控制到滑... 针对异结构不同维分数阶混沌系统的广义同步问题进行研究,设计了一种将滑模变结构理论和自适应控制理论相结合的方法.通过设计一种对外界干扰具有强鲁棒性的分数阶滑模面,以及构造合适的自适应滑模控制器,该控制器将系统的运动控制到滑模面上,使系统轨道沿滑动模运动到所需的控制状态,最终实现了两个不同维异结构混沌系统之间的广义同步.以四维超混沌Chen系统和三维Chen混沌系统为例,对这两个系统分别进行升维和降维的同步仿真.仿真模拟结果表明,运用本文设计的控制器,经过短暂的时间,两系统的广义误差变量始终平稳地趋于零,即证明了这种控制器的有效性. 展开更多
关键词 分数阶混沌系统 异结构 自适应滑模控制 混沌同步
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分数阶混沌系统的主动滑模同步 被引量:32
5
作者 仲启龙 邵永晖 郑永爱 《动力学与控制学报》 2015年第1期18-22,共5页
结合主动控制和滑模控制原理,提出了一个同步分数阶混沌系统的主动滑模控制方法.该方法首先用分数阶积分对所有维状态分量设计一个滑模面,分数阶混沌系统在该滑模面上稳定.然后采用极点配置的方法获得主动滑模控制器中的增益矩阵.应用Ly... 结合主动控制和滑模控制原理,提出了一个同步分数阶混沌系统的主动滑模控制方法.该方法首先用分数阶积分对所有维状态分量设计一个滑模面,分数阶混沌系统在该滑模面上稳定.然后采用极点配置的方法获得主动滑模控制器中的增益矩阵.应用Lyapunov稳定性理论、分数阶系统稳定理论对所提的控制器的存在性和稳定性分别进行了分析.对分数阶Lorenz系统进行数值仿真,仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 分数阶滑模面 主动滑模控制 极点配置
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一类不确定分数阶混沌系统的滑模自适应同步 被引量:32
6
作者 余名哲 张友安 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1276-1280,共5页
基于滑模自适应控制理论、Lyapunov稳定性理论和分数阶线性系统稳定性理论,在考虑系统存在模型不确定和外部扰动的情况下,选用一种具有较强鲁棒性的分数阶滑模曲面,设计了合适的自适应滑模控制器.所设计的控制器能够将系统状态控制到滑... 基于滑模自适应控制理论、Lyapunov稳定性理论和分数阶线性系统稳定性理论,在考虑系统存在模型不确定和外部扰动的情况下,选用一种具有较强鲁棒性的分数阶滑模曲面,设计了合适的自适应滑模控制器.所设计的控制器能够将系统状态控制到滑模面上,实现两个不确定分数阶混沌系统的同步,且不需事先知道不确定项上界.该控制器结构简单,控制代价小,具有较好的通用性,对未知扰动具有较强的鲁棒性.数值仿真验证了该方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 不确定性 分数阶混沌系统 滑模控制 自适应控制 混沌同步
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基于模糊分数阶滑模控制的永磁同步电机控制 被引量:20
7
作者 张碧陶 皮佑国 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期126-130,共5页
针对传统一阶滑模控制中存在的抖震和模糊控制系统静差问题,结合滑模控制和模糊控制的优点,引入分数阶微积分理论,提出基于模糊分数阶滑模控制的永磁同步电机速度控制系统,给出模糊分数阶滑模控制器的设计方法,并对该控制器的性能进行... 针对传统一阶滑模控制中存在的抖震和模糊控制系统静差问题,结合滑模控制和模糊控制的优点,引入分数阶微积分理论,提出基于模糊分数阶滑模控制的永磁同步电机速度控制系统,给出模糊分数阶滑模控制器的设计方法,并对该控制器的性能进行了分析.仿真和实验表明,文中提出的模糊分数阶滑模控制系统不但具有较好的控制性能,而且具有对外部负载扰动的鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 分数阶 滑模控制 模糊控制 抖震 鲁棒性
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磁悬浮球系统的分数阶滑模控制 被引量:20
8
作者 张井岗 方线伟 赵志诚 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期72-77,共6页
针对磁悬浮球系统存在着严重非线性和不确定性问题,提出了一种分数阶滑模控制方案。为了消弱传统滑模控制中的抖振现象,将传统滑模控制器中整数阶滑模面函数采用分数阶PDμ结构设计,结合等速趋近律给出分数阶滑模控制器的设计方法,利用L... 针对磁悬浮球系统存在着严重非线性和不确定性问题,提出了一种分数阶滑模控制方案。为了消弱传统滑模控制中的抖振现象,将传统滑模控制器中整数阶滑模面函数采用分数阶PDμ结构设计,结合等速趋近律给出分数阶滑模控制器的设计方法,利用Lyapunov稳定性理论证明了该控制方法的稳定性,并采用Tustin算法和连分式展开法,实现了分数阶滑模控制器的离散化。仿真和实验结果表明:分数阶滑模控制不但使磁悬浮球系统具有较好的跟踪性能,而且对外部扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮球系统 分数阶滑模控制 实时控制 鲁棒性
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基于输出反馈滑模控制的分数阶超混沌系统同步 被引量:18
9
作者 邓立为 宋申民 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期2420-2427,共8页
以具有更大秘钥空间的分数阶超混沌系统为驱动系统和响应系统,利用具有实际应用意义的输出反馈滑模控制实现两个系统的同步.通过对同步误差系统方程进行结构分解,在辅助系统的基础上设计具有输出反馈特性的滑模控制律.在分数阶系统稳定... 以具有更大秘钥空间的分数阶超混沌系统为驱动系统和响应系统,利用具有实际应用意义的输出反馈滑模控制实现两个系统的同步.通过对同步误差系统方程进行结构分解,在辅助系统的基础上设计具有输出反馈特性的滑模控制律.在分数阶系统稳定性理论基础上利用MATLAB YALMIP工具箱对滑模参数进行整定,并利用分数阶Lyapunov稳定性定理证明了滑模控制律和自适应滑模控制律的稳定性.最后,数值仿真表明了本文方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 输出反馈 混沌同步 分数阶系统 滑模控制 分数阶微积分
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基于滑模控制实现分数阶混沌系统的投影同步 被引量:15
10
作者 刘丁 闫晓妹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期3747-3752,共6页
针对分数阶混沌系统的投影同步问题,提出了一种基于主动滑模原理的控制器.基于分数阶线性系统的稳定性理论,分析了该方法的稳定性.分别以同结构分数阶Liu-Liu系统的投影同步和异结构分数阶Chen-Liu系统的投影同步为例进行了数值仿真,仿... 针对分数阶混沌系统的投影同步问题,提出了一种基于主动滑模原理的控制器.基于分数阶线性系统的稳定性理论,分析了该方法的稳定性.分别以同结构分数阶Liu-Liu系统的投影同步和异结构分数阶Chen-Liu系统的投影同步为例进行了数值仿真,仿真结果验证了主动滑模控制方法在分数阶混沌系统投影同步中的有效性. 展开更多
关键词 分数阶混沌系统 滑模控制 投影同步
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基于自适应神经网络的分数阶混沌系统滑模同步 被引量:15
11
作者 张友安 余名哲 吴华丽 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期882-886,共5页
针对一类异结构不确定分数阶混沌系统的同步问题,基于Lyapunov稳定性理论和分数阶系统稳定性理论,提出一种神经网络结合干扰观测器的主动反馈控制方法.设计一种非线性干扰观测器对干扰进行观测,通过滑模控制对未观测出的部分干扰进行补... 针对一类异结构不确定分数阶混沌系统的同步问题,基于Lyapunov稳定性理论和分数阶系统稳定性理论,提出一种神经网络结合干扰观测器的主动反馈控制方法.设计一种非线性干扰观测器对干扰进行观测,通过滑模控制对未观测出的部分干扰进行补偿,最终实现分数阶混沌系统的同步.与现有方法相比,采用的模型更符合工程应用实际,且不需要已知不确定项上界.数值仿真验证了所提出方法的有效性和正确性. 展开更多
关键词 分数阶混沌系统 滑模控制 神经网络 干扰观测器
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永磁同步电机电能质量分数阶滑模控制 被引量:14
12
作者 熊林云 王杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期3065-3074,共10页
提出一种基于分数阶滑模控制的控制策略,用于提高永磁同步电机输出电能质量。整个控制架构由机侧整流器控制及网侧逆变器控制构成。在机侧整流器控制中,采用分数阶滑模控制器控制定子dq轴电流;在网侧逆变器控制中,通过另一个分数阶滑模... 提出一种基于分数阶滑模控制的控制策略,用于提高永磁同步电机输出电能质量。整个控制架构由机侧整流器控制及网侧逆变器控制构成。在机侧整流器控制中,采用分数阶滑模控制器控制定子dq轴电流;在网侧逆变器控制中,通过另一个分数阶滑模控制器用于控制直流链电压及电网电压。同时,通过Lyapunov函数方法进行稳定性分析并选取控制器最优参数。随后,通过3项实验用于验证文章所提方法的有效性,并对比文章所提方法与整数阶滑模控制及比例积分控制器的控制性能。实验结果表明,文章所提方法在稳恒风速及变风速下都具有较快的时间响应及较高的追踪精确度,同时,其对于参数扰动也具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 分数阶滑模控制 永磁同步电机 机侧整流器 网侧逆变器 李雅普诺夫函数
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双馈风电场次同步控制相互作用的分数阶滑模抑制策略 被引量:12
13
作者 李鹏瀚 王子强 王杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期897-910,共14页
针对双馈风电场接入串补输电系统,提出一种可快速收敛的分数阶滑模控制策略以抑制次同步控制相互作用并增强控制系统鲁棒性。首先通过反馈线性化方法抵消双馈风电场固有的非线性;其次设计分数阶滑模控制策略并应用于网侧变流器控制回路... 针对双馈风电场接入串补输电系统,提出一种可快速收敛的分数阶滑模控制策略以抑制次同步控制相互作用并增强控制系统鲁棒性。首先通过反馈线性化方法抵消双馈风电场固有的非线性;其次设计分数阶滑模控制策略并应用于网侧变流器控制回路,利用分数阶微积分算子所增加的自由度实现系统快速收敛;最后通过非线性时域仿真和实物仿真检验抑制效果。结果表明:所设计的分数阶滑模控制策略有效改善了次同步频率范围内的系统阻尼,能在不同工况下实现对次同步控制相互作用的有效抑制,使系统快速恢复稳定,并加强系统对参数摄动的鲁棒性。 展开更多
关键词 双馈风电场 双馈感应发电机 反馈线性化 分数阶滑模控制 次同步控制相互作用 次同步谐振
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非线性系统分数阶滑模控制分析与设计 被引量:10
14
作者 于昊天 时宝 《海军航空工程学院学报》 2016年第4期407-414,422,共9页
文章对非线性整数阶或分数阶系统,提出了统一的分数阶滑模控制方法。首先,对整数阶控制系统,设计分数阶滑模面,提出分数阶趋近律,通过对倒立摆系统的仿真,验证了该方法的有效性;然后,引入最优控制指标,研究了滑模控制阶次α对控制效果... 文章对非线性整数阶或分数阶系统,提出了统一的分数阶滑模控制方法。首先,对整数阶控制系统,设计分数阶滑模面,提出分数阶趋近律,通过对倒立摆系统的仿真,验证了该方法的有效性;然后,引入最优控制指标,研究了滑模控制阶次α对控制效果的影响,对于该整数阶系统,控制指标最优时α■Z;最后,将本文方法推广到分数阶系统的控制,通过对分数阶Chen系统的仿真,验证了该方法的有效性,并发现对于该系统控制指标最优时,控制阶次与系统阶次不同元。 展开更多
关键词 非线性控制系统 分数阶系统 分数阶滑模控制 倒立摆 分数阶Chen系统
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基于NFOSM转速调节器的PMSM模型预测电流控制 被引量:11
15
作者 靳宇星 滕青芳 常海赐 《兰州交通大学学报》 CAS 2016年第6期83-89,共7页
针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,结合分数阶理论和滑模控制理论,提出基于新型分数阶滑模(NFOSM)转速调节器的模型预测电流控制(MPCC)策略.基于NFOSM方法,设计了克服负载扰动及参数变化影响、增强系统鲁棒性的系统转速调节器;给出... 针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,结合分数阶理论和滑模控制理论,提出基于新型分数阶滑模(NFOSM)转速调节器的模型预测电流控制(MPCC)策略.基于NFOSM方法,设计了克服负载扰动及参数变化影响、增强系统鲁棒性的系统转速调节器;给出了减小定子电流脉动、提高系统控制精度的系统MPCC方法.NFOSM转速调节器能为系统提供更多控制余度,且可直接增加包含切换项的分数阶积分项,可有效消除抖振.仿真结果表明:与基于比例积分(PI)转速调节器和基于整数阶滑模(IOSM)转速调节器的PMSM MPCC相比,基于NFOSM转速调节器的PMSM MPCC系统具有更好的控制性能、更强的鲁棒性,而且能够消除系统抖振、减小系统三相电流THD值.仿真结果验证了设计系统的可行性和正确性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 分数阶 滑模控制 模型预测控制
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基于分数阶微积分的机械臂滑模控制的研究 被引量:9
16
作者 张鑫 李嘉欣 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期911-917,共7页
针对机械臂这类非线性与不确定性的系统,将分数阶微积分理论与滑模控制策略的优点相互结合,提出一种有效的分数阶滑模控制方法。在控制器的设计过程中,分别以分数阶趋近律与分数阶滑模控制律两种手段将分数阶微积分引入到滑模控制中,并... 针对机械臂这类非线性与不确定性的系统,将分数阶微积分理论与滑模控制策略的优点相互结合,提出一种有效的分数阶滑模控制方法。在控制器的设计过程中,分别以分数阶趋近律与分数阶滑模控制律两种手段将分数阶微积分引入到滑模控制中,并运用Lyapunov理论进行证明,从而确保系统的稳定性。将提出的控制方法应用于二关节机械臂上,使用MATLAB仿真软件进行仿真验证。结果表明,所提控制策略可有效提高关节的跟踪速度与跟踪精度,控制器具有良好的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 机械臂 分数阶微积分 分数阶趋近律 滑模控制 LYAPUNOV理论
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具有死区输入的分数阶混沌系统的有限时间同步(英文) 被引量:9
17
作者 田小敏 费树岷 柴琳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1240-1245,共6页
本文提出一种新型分数阶滑模控制方案来实现两个不同分数阶混沌系统的有限时间同步.首先,根据实际情况,在研究系统同步过程中,充分考虑死区非线性输入、参数不确定性、模型不确定性以及外界扰动对系统的影响,然后,采用Lyapunov稳定理论... 本文提出一种新型分数阶滑模控制方案来实现两个不同分数阶混沌系统的有限时间同步.首先,根据实际情况,在研究系统同步过程中,充分考虑死区非线性输入、参数不确定性、模型不确定性以及外界扰动对系统的影响,然后,采用Lyapunov稳定理论证明滑模阶段和趋近阶段均是有限时间收敛的,最后,给出一个仿真实例充分验证本文所提出控制策略的有效性和可行性. 展开更多
关键词 有限时间同步 不确定分数阶混沌系统 滑模控制 Lyapunov稳定理论
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电网电压不平衡下交直流混合微电网互联接口变换器分数阶滑模控制策略 被引量:4
18
作者 王浩 聂晶莹 +3 位作者 李斌 张国澎 韦延方 王晓卫 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第16期94-103,共10页
针对并网型交直流混合微电网交流侧电压不平衡时会产生交流电流负序分量导致直流母线电压二倍频脉动的问题,提出了一种直流侧母线电压分数阶滑模控制以及交流侧负序电流抑制方法。首先,基于同步旋转坐标系下电网电压不平衡时交直流混合... 针对并网型交直流混合微电网交流侧电压不平衡时会产生交流电流负序分量导致直流母线电压二倍频脉动的问题,提出了一种直流侧母线电压分数阶滑模控制以及交流侧负序电流抑制方法。首先,基于同步旋转坐标系下电网电压不平衡时交直流混合微电网互联接口变换器的数学模型,设计电压外环变结构滑模控制器。然后,根据电压不平衡时互联接口变换器的功率传输特性,提取交流侧三相电压的正序分量,得到交流侧负序电流抑制指令。接着,采用分数阶滑模趋近律设计内环电流解耦控制器,并利用李雅普诺夫函数进行稳定性校验。最后,基于Matlab/Simulink搭建的交直流混合微电网模型,验证了所提控制策略相较传统PI控制不仅抑制了三相电流的不平衡,而且将响应速度提升了近50%。 展开更多
关键词 交直流混合微电网 互联接口变换器 电压不平衡 分数阶滑模控制 正负序分离 电压稳定
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Simulink/QuaRC环境下PMSM分数阶滑模控制实时仿真(英文) 被引量:7
19
作者 黄家才 崔磊 施昕昕 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2957-2963,共7页
近年来分数阶微积分理论在永磁同步电机(PMSM)中的应用得到广泛研究。PMSM是典型的多变量耦合、非线性系统,且其运行过程中存在参数摄动和负载扰动。为提高PMSM的动态性能以及对负载扰动的鲁棒性,设计了基于改进型指数趋紧率的PMSM分数... 近年来分数阶微积分理论在永磁同步电机(PMSM)中的应用得到广泛研究。PMSM是典型的多变量耦合、非线性系统,且其运行过程中存在参数摄动和负载扰动。为提高PMSM的动态性能以及对负载扰动的鲁棒性,设计了基于改进型指数趋紧率的PMSM分数阶滑模控制器(FOSMC)。构建了硬件在环实时仿真试验系统,然后在Simulink/Qua RC环境下,对所设计的控制器进行试验验证,并和传统整数阶滑模控制器(SMC)做了性能比较。试验结果表明,所设计控制器具有良好的动态性能,且可以减少系统抖振,并对负载扰动具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 分数阶微积分 分数阶滑模控制 永磁同步电机 硬件在环 实时仿真 Simulink/QuaRC
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新分数阶混沌系统的电路设计和同步控制 被引量:7
20
作者 颜闽秀 徐辉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期105-112,共8页
针对一个新的仅含一个非线性项的三维分数阶混沌系统,首先通过分析系统的相轨迹图、李雅普诺夫指数谱、功率谱以及庞加莱截面,验证了系统的混沌特性;其次研究了系统平衡点的稳定性以及系统关于分数阶次和参数的分岔图,结果表明系统具有... 针对一个新的仅含一个非线性项的三维分数阶混沌系统,首先通过分析系统的相轨迹图、李雅普诺夫指数谱、功率谱以及庞加莱截面,验证了系统的混沌特性;其次研究了系统平衡点的稳定性以及系统关于分数阶次和参数的分岔图,结果表明系统具有丰富的混沌特性;然后设计出系统的分数阶混沌电路并在软件Multisim中进行模拟实验,实验结果验证了新分数阶混沌系统实现的可能性;最后研究了带有扰动的、不确定参数的分数阶系统的同步问题,设计了基于自适应的滑模控制器、未知扰动和不确定参数的自适应律,实现了在未知扰动上界未知和参数不确定情况下的系统的同步控制. 展开更多
关键词 分数阶 混沌电路 自适应滑模控制 一个非线性项
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