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一类混沌系统的鲁棒容错控制
作 者: 高波
导 师: 孙平
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 多时滞混沌 鲁棒控制 容错控制 保密通信
分类号: TP13
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
自20世纪90年代初混沌同步控制理论诞生以来,混沌同步控制理论得到了广泛的关注。混沌同步控制理论中的许多结果都是基于无故障的数学模型,但在实际工程中,由于内部或外部的不稳定因素导致故障总是存在的。因此控制器的需带有容错性设计,研究混沌系统的鲁棒容错控制具有重要的理论和实际价值。论文基于鲁棒控制、容错控制和Lyapunov稳定性理论,研究了混沌同步、混沌容错同步及混沌同步应用的问题。具体内容如下:研究了一类多时滞主从混沌系统的鲁棒非脆弱H容错同步控制问题。首先,针对混沌系统无故障和有故障的情况下设计了非脆弱控制器,基于Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性,并给出了同步误差系统满足指定H性能指标的充分条件;通过矩阵变换方法将主要结果转换成了线性矩阵不等式形式,以便控制器的求解。最后,给出仿真算例,通过对比分析说明了本文提出算法的有效性和可行性。针对一类含有保密信息的多时滞Rossler混沌系统,提出了鲁棒容错同步控制方案,在混沌系统同步的基础上,有效地恢复出隐藏的明文信号。首先,针对混沌系统无故障和有故障情况下设计控制器,目的是确保系统是否发生故障时仍能稳定运行,同时给出了混沌同步误差系统渐近稳定的充分条件,并当同步误差收敛时,混沌系统所传输的隐藏信号可以被正确的恢复。最后,采用2步时滞Rossler系统对正弦波进行保密通信,通过对比分析说明了本文提出算法的有效性和可行性。研究了图像保密通信系统出现故障的实际问题。首先,对图像进行小波变换,提取近似分量。然后利用龙格库塔法在Rossler混沌系统上生成混沌序列,使生成的序列具有和近似图像相同维数的矩阵,在此基础上根据混沌容错算法进行加密,仅对图像进行一次加法运算。最后,通过实验仿真说明该算法加密算法简单有效,具有良好的保密性能,在控制器出现故障的情况下,该算法仍能实现图像的保密通信。
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全文目录
摘要 5-7 Abstract 7-11 第一章 绪论 11-24 1.1 混沌理论发展概况 11-12 1.2 混沌的定义及其运动的基本特征 12-14 1.2.1 混沌的定义 12-14 1.2.2 混沌运动的基本特征 14 1.3 混沌同步及保密通信 14-21 1.3.1 混沌同步控制 14-17 1.3.2 混沌容错控制 17-18 1.3.3 混沌保密通信 18-21 1.4 主要工作及内容安排 21-24 1.4.1 主要工作 21-22 1.4.2 内容安排 22-24 第二章 多时滞混沌系统的鲁棒非脆弱H 容错同步控制 24-37 2.1 混沌系统的鲁棒非脆弱控制 25-29 2.2 混沌系统的鲁棒非脆弱容错控制 29-32 2.3 仿真算例 32-36 2.4 本章小结 36-37 第三章 多时滞混沌系统的鲁棒容错保密通信 37-50 3.1 混沌系统的鲁棒保密通信 38-41 3.2 混沌系统的鲁棒容错保密通信 41-44 3.3 仿真算例 44-49 3.4 本章小结 49-50 第四章 图像容错保密通信 50-59 4.1 小波变换简介 51-52 4.2 图像保密通信算法设计 52-54 4.3 图像保密通信步骤及仿真 54-58 4.4 本章小结 58-59 第五章 总结与展望 59-61 5.1 研究总结 59 5.2 研究展望 59-61 参考文献 61-64 附录 A 64-68 在学研究成果 68-69 致谢 69
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 自动控制理论
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