×

基于主动控制技术的不确定分数阶混沌系统分数鲁棒自适应智能控制器设计。 (英语) Zbl 1384.93121号

摘要:本文提出了一种鲁棒分数阶自适应智能控制器,用于不确定分数阶混沌系统的镇定。智能神经模糊网络用于估计系统的未知动力学,神经模糊网络参数以及模型不确定性、扰动和近似误差的上界通过单独的自适应规则自适应估计。采用带有分数阶滑模面的SMC方案作为控制器,以提高所提出控制系统的速度和性能,并消除未知但有界的不确定性、外部干扰和近似误差。在控制信号保持有界的情况下,利用李亚普诺夫稳定性定理证明了闭环系统的稳定性、对不确定性、外部扰动和逼近误差的鲁棒性。给出了解释性示例和仿真结果,验证了该方法的有效性,与分析结果吻合良好。

MSC公司:

93D20型 控制理论中的渐近稳定性
37D45号 奇异吸引子,双曲行为系统的混沌动力学
34B45码 常微分方程的图和网络边值问题
34A08号 分数阶常微分方程
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统
92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Podlubny,I.:《分数微分方程:分数导数、分数微分方程及其解的方法及其应用导论》,第198卷。Elsevier,阿姆斯特丹(1998)·Zbl 0924.34008号
[2] Hilfer,R.:分数微积分在物理学中的应用。世界科学,哈肯萨克(2001)·Zbl 0998.26002号
[3] Pecora,L.M.,Carroll,T.L.:混沌系统中的同步。物理学。修订稿。64(8), 821 (1990) ·Zbl 0938.37019号 ·doi:10.1103/PhysRevLett.64.821
[4] Li,D.,Zhou,Y.,Zhow,C.,Hu,B.:通过注入交流电流实现自旋转矩振荡器的分数锁定。物理学。版本B 83(17),174424(2011)·doi:10.1103/PhysRevB.83.174424
[5] Abdzadeh-Ziabari,H.,Shayesteh,M.G.:OFDM系统的鲁棒定时和频率同步。IEEE传输。车辆。Technol公司。60(8), 3646-3656 (2011) ·doi:10.1109/TVT.2011.2163194
[6] Vinagre,B.M.,Feliu,V.:使用分数微积分对动态系统进行建模和控制:应用于电化学过程和柔性结构。In:第41届IEEE决策与控制会议记录,内华达州拉斯维加斯(2002)·兹比尔1354.34090
[7] Ross,B.:分数微积分及其应用。载于:《纽黑文大学国际会议记录》,1974年6月,第457卷。斯普林格(1975)·Zbl 1185.93062号
[8] Magin,R.L.:《生物工程中的分数微积分》,Begell House,Redding(2006)
[9] Zhang,Z.,Shao,H.,Wang,Z,Shen,H.:广义Lorenz混沌系统同步的降阶观测器设计。申请。数学。计算。218(14), 7614-7621 (2012) ·Zbl 1250.34045号
[10] Wu,X.J.,Shen,S.L.:分数阶Lorenz系统中的混沌。国际期刊计算。数学。86(7), 1274-1282 (2009) ·Zbl 1169.65115号 ·doi:10.1080/00207160701864426
[11] Li,C.,Yan,J.:三个分数阶微分系统的同步。混沌孤子分形32(2),751-757(2007)·Zbl 1231.74388号 ·doi:10.1016/j.chaos.2005.11.020
[12] Sudheer,K.S.,Sabir,M.:多时滞混沌Rossler系统的自适应修正函数投影同步。物理学。莱特。A 375(8),1176-1178(2011)·Zbl 1242.34098号 ·doi:10.1016/j.physleta.2011.01.028
[13] Li,C.,Chen,G.:分数阶Rössler方程中的混沌和超混沌。物理学。统计力学。申请。341,55-61(2004年)·doi:10.1016/j.physa.2004.04.113
[14] Nasrollahi,A.,Bigdeli,N.:扩展陈:一类新的混沌分数阶系统。国际通用系统杂志。43(8), 880-896 (2014) ·Zbl 1300.26004号 ·doi:10.1080/03081079.2014.914929
[15] Lu,J.G.:分数阶Lü系统的混沌动力学及其同步。物理学。莱特。A 354(4),305-311(2006)·doi:10.1016/j.physleta.2006.01.068
[16] Deng,W.H.,Li,C.P.:分数吕系统的混沌同步。物理学。统计力学。申请。353, 61-72 (2005) ·doi:10.1016/j.physa.2005.01.021
[17] Faieghi,M.R.,Delavari,H.:分数阶Genesio-Tesi系统中的混沌及其同步。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17(2), 731-741 (2012) ·Zbl 1239.93020号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.05.038
[18] Boubaker,O.,Dhifaoui,R.:通过主动滑动模式实现蔡氏电路的鲁棒混沌同步,第141-151页。施普林格,柏林(2012)
[19] Razminia,A.,Baleanu,D.:使用滑模控制实现相称分数阶混沌系统的完全同步。机电一体化23(7),873-879(2013)·doi:10.1016/j.mechatronics.2013.02.004
[20] Yin,C.,Zhong,S.M.,Chen,W.F.:一类分数阶混沌系统的滑模控制器设计。公共非线性科学。数字。模拟。17(1), 356-366 (2012) ·Zbl 1248.93041号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.04.024
[21] Aghababa,M.P.:通过新型分数阶滑模控制器实现一类分数阶混沌系统的鲁棒镇定和同步。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17(6), 2670-2681 (2012) ·Zbl 1248.93146号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.10.028
[22] Senejohnny,D.M.,Delavari,H.:基于分数混沌同步的主动滑动观测器方案。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。17(11), 4373-4383 (2012) ·Zbl 1253.34056号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2012.03.004
[23] Kuntanapreida,S.:通过线性控制实现分数阶统一混沌系统的鲁棒同步。计算数学。申请。63(1), 183-190 (2012) ·兹比尔1238.93045 ·doi:10.1016/j.camwa.2011.11.007
[24] Hu,M.,Xu,Z.:投影同步的自适应反馈控制器。非线性分析。真实世界应用。9(3), 1253-1260 (2008) ·Zbl 1144.93364号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2007.03.005
[25] Odibat,Z.M.:非恒等混沌分数阶系统的自适应反馈控制和同步。非线性动力学。60(4), 479-487 (2010) ·Zbl 1194.93105号 ·doi:10.1007/s11071-009-9609-6
[26] Aghababa,M.P.,Aghabapa,H.P.:具有不确定性的非自治混沌系统的自适应有限时间同步。J.计算。非线性动力学。8(3), 031006 (2013) ·数字对象标识代码:10.1115/1.4023007
[27] Njah,A.N.:通过反推技术跟踪控制和同步新的超混沌Liu系统。非线性动力学。61(1-2), 1-9 (2010) ·Zbl 1204.93097号 ·doi:10.1007/s11071-009-9626-5
[28] Li,S.Y.,Yang,C.H.,Lin,C.T.,Ko,L.W.,Chiu,T.T.:通过新的反推策略实现未知参数混沌系统的自适应同步。非线性动力学。70(3),2129-2143(2012)·doi:10.1007/s11071-012-0605-x
[29] Yu,Y.,Li,H.X.:基于反推设计的不确定混沌系统的自适应混合投影同步。非线性分析。真实世界应用。12(1), 388-393 (2011) ·Zbl 1214.34042号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2010.06.024
[30] Li,H.Y.,Hu,Y.A.:具有不匹配不确定性的交叉严格反馈超混沌系统同步控制的鲁棒滑模反推设计。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。16(10), 3904-3913 (2011) ·Zbl 1219.93026号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2011.02.031
[31] Bhalekar,S.,Daftardar-Gejji,V.:使用主动控制同步不同分数阶混沌系统。Commun公司。非线性科学。数字。模拟。15(11), 3536-3546 (2010) ·Zbl 1222.94031号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2009.12.016
[32] Chen,D.,Zhang,R.,Sprott,J.C.,Ma,X.:基于模糊滑模控制的整数阶混沌系统和一类分数阶混沌系统之间的同步。非线性动力学。70(2), 1549-1561 (2012) ·Zbl 1268.93092号 ·doi:10.1007/s11071-012-0555-3
[33] Zhang,R.,Yang,S.:使用自适应滑模方法实现两个不同分数阶未知参数混沌系统的鲁棒同步。非线性动力学。71(1-2), 269-278 (2013) ·doi:10.1007/s11071-012-0659-9
[34] Yin,C.,Dadras,S.,Zhong,S.M.:设计一种自适应滑模控制器,用于两个完全未知参数的不确定分数阶混沌系统的驱动响应同步。J.弗兰克尔。第349(10)号指令,3078-3101(2012)·Zbl 1255.93038号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2012.09.09
[35] Farid,Y.,Bigdeli,N.:一类具有未知时滞的不确定混沌系统的鲁棒自适应智能滑模控制。非线性动力学。67(3), 2225-2240 (2012) ·Zbl 1243.93023号 ·doi:10.1007/s11071-011-0141-0
[36] Cerman,O.,Hušek,P.:电液伺服机构的自适应模糊滑模控制。专家系统。申请。39(11), 10269-10277 (2012) ·doi:10.1016/j.eswa.2012.02.172
[37] Wang,B.,Shi,P.,Karimi,H.R.,Song,Y.,Wang,J.:具有扰动输入的超混沌系统的鲁棒H_∞同步。非线性分析。真实世界应用。14(3), 1487-1495 (2013) ·Zbl 1263.93073号 ·doi:10.1016/j.nonrwa.2012.10.011
[38] Ùzbay,H.,Bonnet,C.,Fioravanti,A.R.:分数阶时滞系统的PID控制器设计。系统。控制信函。61(1),18-23(2012)·兹比尔1250.93057 ·doi:10.1016/j.sysconle.2011.09.011
[39] Utkin,V.I.:离散时间差分系统中的滑模控制。变结构与Lyapunov控制。柏林施普林格(1994)·Zbl 0811.93001号
[40] Slotine,J.J.E.,Li,W.:《应用非线性控制》,第199卷,第1版。Prentice-Hall,Englewood Cliffs(1991)·Zbl 0753.93036号
[41] Konishi,K.,Hirai,M.,Kokame,H.:一类混沌系统的滑模控制。物理学。莱特。A 245(6),511-517(1998)·doi:10.1016/S0375-9601(98)00439-3
[42] Sadati,N.,Talasaz,A.:使用变结构系统的鲁棒模糊多模态控制。2004年IEEE控制论和智能系统会议,第1卷。(2004) ·Zbl 1182.74174号
[43] Wang,L.X.,Mendel,J.M.:模糊基函数,通用逼近和正交最小二乘学习。IEEE传输。神经网络3807-814(1992)·数字对象标识代码:10.1109/72.159070
[44] Wang,L.X.:自适应模糊系统和控制:设计和稳定性分析。普伦蒂斯·霍尔,恩格尔伍德悬崖(1994)
[45] Lin,C.J.,Liu,Y.C.:使用免疫粒子群优化的神经模糊网络进行图像背光补偿。专家系统。申请。36, 5212-5220 (2009) ·doi:10.1016/j.eswa.2008.06.109
[46] Shieh,H.L.,Yang,Y.K.,Chang,P.L.,Jeng,J.T.:函数逼近的稳健神经模糊方法。专家系统。申请。36, 6903-6913 (2009) ·doi:10.1016/j.eswa.2008.08.072
[47] Poursamad,A.,Markazi,A.H.D.:多输入多输出混沌系统的自适应模糊滑模控制。混沌孤子分形42,3100-3109(2009)·Zbl 1198.93112号 ·doi:10.1016/j.chaos.2009.04.044
[48] Hsu,C.F.:混沌同步的自适应模糊小波神经控制器设计。专家系统。申请。38, 10475-10483 (2011) ·doi:10.1016/j.eswa.2011.02.092
[49] Petkovic,D.,cho ojbasic,Z.,Nikolic,V.,Shamshirband,S.,Kiah,M.L.M.,Anuar,N.B.,Wahab,A.W.A.:具有连续可变传输的风力涡轮机的自适应神经模糊最大功率提取。能源64,868-874(2014)·doi:10.1016/j.energy.2013.10.094
[50] Faieghi,M.R.,Delavari,H.,Baleanu,D.:通过模糊分数阶滑模控制对不确定分数阶Liu系统的控制。J.可控震源。对照18(9),1366-1374(2012)·doi:10.1177/1077546311422243
[51] Lin,T.C.,Lee,T.Y.,Balas,V.E.:不确定分数阶混沌系统同步的自适应模糊滑模控制。混沌孤子分形44,791-801(2011)·Zbl 1268.93035号 ·doi:10.1016/j.chaos.2011.04.005
[52] Lin,T.C.,Balas,V.E.,Lee,T.Y.:通过自适应区间2型模糊滑模控制同步不确定分数阶混沌系统。摘自:IEEE模糊系统国际会议,第2882-2889页(2011年)
[53] Lin,T.C.,Lee,T.Y.:基于自适应模糊滑模控制的不确定分数阶时滞混沌系统的混沌同步。IEEE传输。模糊系统。19(4), 623-635 (2011) ·doi:10.1109/TFUZZ.2011.2127482
[54] Agrawal,S.,Das,S.:一种改进的自适应控制方法,用于某些未知参数分数混沌系统的同步。非线性动力学。73, 907-919 (2013) ·Zbl 1281.93056号 ·doi:10.1007/s11071-013-0842-7
[55] Lin,T.C.,Kuo,\[C.H.:H\infty H\]不确定分数阶混沌系统的∞同步:自适应模糊方法。ISA事务。50(4), 548-556 (2011) ·doi:10.1016/j.isatra.2011.06.001
[56] Tavazoei,M.S.:基于自适应模糊滑模控制的不确定分数阶时滞混沌系统的混沌同步评论。IEEE传输。模糊系统。20(5), 993-995 (2012) ·doi:10.10109/TFUZZ.2012.2188637
[57] Aghababa,M.P.:关于不确定分数阶混沌系统的[[text{H}_{infty}H\]∞同步的评论:自适应模糊方法。ISA事务。51(1), 11-12 (2012) ·doi:10.1016/j.isatra.2011.10.011
[58] Bouzeriba,A.、Boulkroune,A.和Bouden,T.:通过自适应模糊控制实现两个不同分数阶混沌系统的投影同步。神经计算。申请。27(5), 1349-1360 (2016) ·兹比尔1354.34090 ·doi:10.1007/s00521-015-1938-4
[59] Bouzeriba,A.、Boulkroune,A.和Bouden,T.:不确定分数阶混沌系统的模糊自适应同步。国际J·马赫。学习。赛博。(2015). doi:10.1007/s13042-015-0425-7·Zbl 1314.93030号 ·doi:10.1007/s13042-015-0425-7
[60] Boulkroune,A.、Bouzeriba,A.和Bouden,T.:非公度分数阶混沌系统的模糊广义投影同步。神经计算173(3),606-614(2016)·兹比尔1354.34090
[61] Monje,C.A.,Chen,Y.,Vinagre,B.M.,Xue,D.,Feliu,V.:分数阶系统和控制。柏林施普林格出版社(2010年)·Zbl 1211.93002号 ·doi:10.1007/978-1-84996-335-0
[62] Li,Y.,Chen,Y.Q.,Podlubny,I.:分数阶非线性动态系统的Mittag_Leffler稳定性。自动化45,1965年至1969年(2009年)·Zbl 1185.93062号 ·doi:10.1016/j.automatica.2009.04.003
[63] Khalil,H.K.,Grizzle,J.W.:非线性系统,第3卷。Prentice hall,Upper Saddle River(2002年)·兹比尔1003.34002
[64] Jassar,S.,Liao,Z.,Zhao,L.:基于自适应神经模糊推理传感器模型的空间供暖系统建筑平均气温估算。环境441609-1616(2009)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。