基于微分几何理论的混沌追踪控制

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混沌系统的追踪控制问题是混沌控制研究领域中的热点之一,尤其是,将混沌系统的输出信号作为保密通信中信息载体的方面获得了广泛的关注。由于微分几何方法在非线性系统控制问题上应用的独特性,自然成为将其运用于混沌系统追踪问题的理论基础。  在本文中,首先有侧重性地简述了微分几何数学方法和非线性系统的相关问题,包括输入-输出关系的两种级数展开形式、相对阶小于混沌系统维数的一般仿射型非线性系统的局部坐标变换、部分反馈线性化、零输出问题及其与传递函数零点的关系等。然后,介绍了近年来国外对于追踪控制问题研究的几种典型方法,如自适应反馈追踪控制法、模糊自适应追踪控制法、非线性离散混沌系统的追踪控制以及自适应定点追踪控制。  目前,尽管基于微分几何方法在非线性系统的混沌控制方面获得了诸多应用,但在混沌系统追踪控制问题上的运用尚不多见。本文即是围绕混沌系统的追踪控制问题,运用前述微分几何方法,通过局部坐标变换将混沌系统变换成正则形式,并结合参考信号误差的高阶线性微分方程,进而设计出渐近追踪控制器,实现了混沌系统的渐近追踪控制。最后,以Lorenz系统和Chen系统为例进行模拟仿真,验证了方法的有效性。
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