不确定蔡氏电路系统自适应补偿控制方法研究及电路设计

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蔡氏电路是一个典型非线性电路,其内部充满不确定性,可以产生丰富的混沌现象。混沌现象自提出以来就受到广泛关注,其在信息科学、生命科学、经济学、航空航天等领域都有重要应用。蔡氏电路在混沌理论和非线性电路之间建立联系,虽然此电路结构简单,但以其为控制对象,研究控制策略对电路中的不确定性和混沌现象进行补偿和同步具有重要意义,有利于混沌现象在各类电路系统中的工程应用。此外,关于不确定性控制策略的硬件电路设计方法研究也具有重要价值,有利于将控制理论应用于实际非线性电路系统。本文以蔡氏电路系统为研究对象,阐述针对系统中不确定性的自适应补偿控制方法及硬件电路设计方案。文章研究内容主要分为两部分:第一,对于单个受有界扰动影响的蔡氏电路系统,基于自适应技术设计补偿控制器消除不确定性对系统状态的影响,保证系统的渐近稳定性。此外,给出自适应补偿控制器的硬件电路实现方案,并基于电路仿真软件Multisim验证该控制器设计的有效性;第二,针对由多个受有界扰动影响的蔡氏电路耦合而成的复杂网络,为了降低设计的保守性,提供一种广义同步误差模型综合强同步和弱同步的特点。以该模型为基础,利用自适应技术构建牵制约束控制器和耦合强度调节器,从而消除有界扰动影响,实现受扰蔡氏电路网络有界同步。基于李雅普诺夫定理证明上述有界同步结果的正确性。此外,文中基于模块化的设计方法详细给出牵制约束控制策略和耦合强度调节策略的硬件电路实现方案。最后,基于Matlab和Multisim的仿真比较结果进一步验证了上述控制方法和调节策略的有效性。
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