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基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究

更新时间：2019-12-24 18:16:28 大小：727K 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：状态观测器 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

研究分数阶时滞混沌系统同步问题,基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论,设计分数阶时滞混沌系统同步控制器,使得分数阶时滞混沌系统达到同步,同时给出了数学证明过程.该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出变量进行设计,无需驱动系统和响应系统的状态变量,简化了控制器的设计,提高了控制器的实用性.利用Lyapunov稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式,研究并给出了同步控制器参数的选择条件.以分数阶时滞Chen混沌系统为例,设计基于状态观测器的同步控制器,实现了分数阶时滞Chen混沌系统同步,并将其应用于保密通信系统中.仿真结果证明了该同步方法的有效性.

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基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究  
贾雅琼 蒋国平  
Chaotic system synchronization of state-observer-based fractional-order time-delay  
Jia Ya-Qiong Jiang Guo-Ping  
引用信息 Citation: , 66, 160501 (2017) 
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物理学报.2016, 65(22): 220502  
物理学报.2016, 65(11): 110501  
万方数据  
Vol. 66, No. 16 (2017) 160501  
基于状态观测器的分数阶时滞混沌系统同步研究  
贾雅琼1)2) 蒋国平1)
1)(南京邮电大学自动化学院, 南京 210023)  
2)(湖南工学院电气与信息工程学院, 信号与信息处理重点实验室, 衡阳 421002)  
( 2017 年 2 月 17 日收到; 2017 年 6 月 12 日收到修改稿 )  
研究分数阶时滞混沌系统同步问题, 基于状态观测器方法和分数阶系统稳定性理论, 设计分数阶时滞混  
沌系统同步控制器, 使得分数阶时滞混沌系统达到同步, 同时给出了数学证明过程. 该同步控制器采用驱动  
系统和响应系统的输出变量进行设计, 无需驱动系统和响应系统的状态变量, 简化了控制器的设计, 提高了控  
制器的实用性. 利用 Lyapunov 稳定性理论和分数阶线性矩阵不等式, 研究并给出了同步控制器参数的选择  
条件. 以分数阶时滞 Chen混沌系统为例, 设计基于状态观测器的同步控制器, 实现了分数阶时滞 Chen混沌  
系统同步, 并将其应用于保密通信系统中. 仿真结果证明了该同步方法的有效性.  
关键词: 混沌同步, 分数阶时滞混沌系统, 分数阶状态观测控制器, 线性矩阵不等式  
PACS: 05.45.Xt  
系统施加脉冲作用, 从而改变其状态变量使两个混  
沌系统同步; 自适应同步通过设计自适应控制器改  
变状态变量, 使驱动系统和响应达到同步. 以上的  
同步方法存在一个共同的问题, 也即处理的对象都  
是混沌系统的状态变量, 而状态变量不能直接测量  
且很难实现实际应用. 而基于状态观测器的混沌同  
步方法使用的是输出变量, 简化了控制器的设计且  
可以直接测量, 在整数阶混沌系统中已经得到了广  
泛的应用 [,］. 本文采用状态观测器方法来研究  
时滞分数阶混沌系统的同步控制问题. 其优点在  
于该同步控制器采用驱动系统和响应系统的输出  
变量进行设计, 无需驱动系统和响应系统的状态变  
量, 简化了控制器的设计, 提高了控制器的实用性.  
本文利用 Lyapunov稳定性理论和分数阶线性  
矩阵不等式, 研究并给出了同步控制器参数的选择  
条件. 以分数阶时滞 Chen混沌系统为例, 设计基  
于状态观测器的同步控制器, 实现了分数阶时滞  
Chen混沌系统同步, 证明了该同步方法的有效性,  
并将其应用于混沌保密通信系统.  
1 引  
言
近十年来, 分数阶系统逐渐成为国际上的研究  
热点, 对分数阶混沌系统的特性及其控制的研究已  
成为混沌学领域的一个热点研究课题 [,］, 且分数  
阶混沌系统的同步控制比整数阶混沌系统的同步  
控制在保密通信、系统控制等领域具有更突出的应  
用和发展前景 [−］. 而由于摩擦、惯性、通信延迟  
等因素的限制, 具有混沌特性的化工、生物、机械、  
经济、物理和工程学等实际系统大多都为时滞混  
沌系统, 并且时滞是影响一个系统动态特性的重要  
因素 [］, 因此关于时滞分数阶混沌系统的研究得到  
了数学、物理、系统控制等多个领域学者的广泛关  
注 [−］  
.
近年来, 针对时滞分数阶混沌系统同步控制  
的研究, 已经出现了很多同步方法, 如混合投影同  
步 [］、脉冲同步 [］、自适应同步 [］ 等. 其中混合  
投影同步法是将两个状态变量同步到一个比例因  
子, 最终实现两个系统的同步; 脉冲同步法通过对  
∗
国家自然科学基金 (批准号: 61374180, 61373136, 61401226, 61672298)、湖南省教育厅项目 (批准号: 15C0369) 和湖南工学院重  
点学科建设资助项目资助的课题.  
†
通信作者. E-mail:
© 2017 中国物理学会 Chinese Physical Society  
160501-1  
万方数据  
 
 

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