混沌控制的数值模拟为使耦合发电机系统(1)处于混沌状态,选取参数μ=1和α=119.选取时间步长为τ=01002s,采用四阶Runge2Kutta法去求解方程(4),作者利用自适应方法研究了耦合发电机系统的混沌控制,为模拟结果。其中(a)―(c)给出了当选取受控系统(4)的初始点为:x(0)=1,y(0)=2和z(0)=3,取k=5时,受控系统(4)镇定到平衡点S1(210117,014971,211471)上的结果;(d)―(f)给出了初始点为:x(0)=3,y(0)=4和z(0)=0,取k=2时,受控系统(4)镇定到平衡点S2(-210117,-014971,211471)上的结果。由(a)―(c)可见:当t接近13s、8s和10s时,x(t),y(t)和z(t)分别稳定到了210117,014917和211471,即受控系统(4)被镇定到S1(210117,014971,211471)上;由(d),(e)和(f)可见:当t接近18s,16s和22s时,x(t),y(t)和z(t)分别稳定到了-210117,-014917和211471,即受控系统(4)被镇定到S2(-210117,-014971,211471)上。为上述自适应控制过程中控制量u随时间的变化曲线。由(a)和(b)可见,控制量u分别经约22s和36s的大幅波动后,基本稳定在零点附近,这说明在很小的控制量u的作用下受控系统(4)即可被镇定到平衡点S1或S2上。
混沌同步的数值模拟选取时间步长为τ=01002s,采用四阶Runge2Kutta法去求解方程(8)和(9),作者研究了驱动系统(8)与响应系统(9)的同步,其中驱动系统(8)与响应系统(9)的初始点分别选取为:x1(0)=1,y1(0)=2和z1(0)=3,x2(0)=2,y2(0)=3和z2(0)=1.为使驱动系统(8)处于混沌状态,选取参数μ=1和α=119.选取响应系统(9)中器的参数β=5.
图4未加控制时系统(8)和(9)从不同的初始点出发的轨道随时间的变化(a)x1(t)和x2(t)的变化曲线;(b)y1(t)和y2(t)的变化曲线;(c)z1(t)和z2(t)的变化未施加控制,即u=0时,由可见:系统(8)与(9)的轨道毫不相干。利用了控制器(11),所得驱动系统(8)和响应系统(9)的同步过程模拟结果如图5所示,由(a),(b)和(c)可见:当t接近35s、36s和34s时,驱动系统(8)与响应系统(9)的x1(t)和x2(t),y1(t)和y2(t),z1(t)和z2(t)分别达到了同步。为控制输入u随时间的变化曲线。由可见,控制输入u经约36s的大幅波动后,基本稳定在零点附近,即在很小的控制输入u的作用下系统(8)和系统(9)即可达到同步。
结论本文讨论了耦合发电机系统的自适应控制与同步问题。设计了自适应控制器,并成功地将耦合发电机系统的混沌轨道镇定到平衡点。传统的同步方法要求精确已知混沌系统参数,而实际的混沌系统,系统参数往往是未知的。为此,本文设计了自适应同步控制器,使得两个参数未知的耦合发电机系统达到了混沌同步。