不确定混沌系统的自适应网络同步与混沌多智能体系统一致性

论文摘要

保密通信一直是信息技术领域的研究热点,近年来,互联网和移动通信的发展对保密通信的安全性提出了更高的要求.作为一类典型的非线性系统,混沌系统因其生成的状态信号具有初值敏感性、非周期性、为随机性、类噪声性等复杂的动力学特征,表现出了高度的不可预测性及天然的隐蔽性,正好符合保密通信的安全需求.混沌同步是实现保密通信的前提,但现有的同步方法和控制技术仍有待改进完善.另外,在实际应用中,系统的不确定性和外界扰动会影响甚至削弱同步效果.基于此,本文以保密通信为背景,以提高安全性能和降低网络负担为目标,从改进同步方案和改善同步技术两方面研究不确定混沌系统的自适应同步及不确定混沌多智能体系统的一致性控制,主要内容和创新如下:为了增强混沌保密通信方案的安全性,从三个方面对同步方案进行了改进.首先,采用一个混沌结构更难识别的不确定五阶忆阻混沌电路系统作为驱动系统,借助自适应控制技术,将其与目前较为复杂的修正函数投影同步方案相结合,设计出一种更复杂的自适应修正函数投影滞后同步方案,提高了保密通信的安全性.其次,通过引入衰减度的定义,提出了带有指定衰减度同步方案,在此基础上,利用滑模控制技术,设计出一个新的积分型非奇异终端滑模面,并用其来处理一类参数不确定混沌系统带有指定衰减度的自适应有限时间修正函数滞后同步问题.仿真实验表明,引入指数衰减度可以缩短同步时间、提高同步精度.最后,针对多个混沌系统,定义一种新的向量乘法,设计出一种更为复杂的自适应有限时间多滞后修正函数投影复合同步方案理论和实验表明,该方案中载波信号的非线性结构更复杂、混沌流形直径更大、信号通道更多、信号加载方式更灵活,从而可以有效提高保密通信的抗破译能力.为了降低网络通信中的宽带负荷,设计了两种新的事件触发机制.针对整数阶混沌系统,在标准型事件触发机制的基础上,引入指数型切换律,设计了阈值参数可以在线更新的切换型事件触发机制,并用其来处理异构混沌系统的网络同步问题,研究结果表明,该方法在保证良好同步性能的同时,可以有效提高数据过滤能力,减轻网络负担.针对分数阶混沌系统,设计了同时依赖于样本相对误差和绝对误差的组合型事件触发机制,显著降低了网络中的数据更新频率,在此基础上,结合自适应控制技术,将组合型触发机制应用到非线性不确定分数阶混沌系统的网络同步控制与分数阶混沌多智能体系统的一致性控制问题中.

论文目录

摘要

ABSTRACT

符号对照表

缩略语对照表

第一章绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 保密通信与混沌同步

1.1.2 参数不确定性与自适应控制

1.1.3 整数阶混沌系统与分数阶混沌系统

1.1.4 网络控制系统与事件触发机制

1.2 国内外研究现状

1.2.1 混沌同步方案

1.2.2 五阶忆阻混沌电路系统

1.2.3 基于事件触发的网络混沌同步

1.2.4 多智能体网络协同控制

1.3 论文的主要内容和结构安排

第二章五阶忆阻混沌电路系统自适应修正函数投影滞后同步

2.1 引言

2.2 五阶忆阻混沌电路系统

2.3 五阶忆阻混沌电路系统的修正函数投影滞后同步

2.4 自适应控制器的设计

2.5 数值仿真

2.6 本章小结

第三章不确定混沌系统带有指定衰减度的自适应有限时间修正函数滞后同步

3.1 引言

3.2 问提描述及预备知识

3.3 两阶段有限时间同步控制方案的设计

3.3.1 滑动模态阶段

3.3.2 滑模到达阶段

3.4 数值仿真

3.5 本章小结

第四章基于多个不确定混沌系统的有限时间自适应修正函数投影多滞后广义复合同步

4.1 引言

4.2 系统描述

4.3 定义和引理

4.4 有限时间自适应同步方案的设计

4.5 数值仿真

4.6 本章小结

第五章基于切换型事件触发机制的异构混沌系统网络同步

5.1 引言

5.2 问题描述

5.3 网络同步控制方案的设计

5.3.1 切换型事件触发机制

5.3.2 基于事件触发机制的观测器的构造

5.3.3 基于观测器的网络同步控制器的设计

5.4 主要结果

5.5 数值仿真

5.6 本章小结

第六章组合型事件触发机制下的非线性不确定分数阶混沌系统自适应网络同步通信

6.1 引言

6.2 预备知识与系统描述

6.2.1 Caputo-Podlubny分数阶微分

6.2.2 系统描述

6.3 基于组合型事件触发机制的自适应同步方案设计

6.3.1 组合型事件触发机制的设计

6.3.2 自适应网络同步方案的设计

6.4 数值仿真

6.5 本章小结

第七章基于组合型事件触发机制的非线性分数阶多智能体系统的一致性协议

7.1 引言

7.2 预备知识和问题描述

7.2.1 代数图论

7.2.2 矩阵的Kronecker积

7.2.3 数学模型

7.3 一致性控制协议的设计

7.3.1 基于集中式组合型事件触发机制的一致性协议

7.3.2 基于分布式组合型事件触发机制的一致性协议

7.4 仿真实验

7.5 本章小结

第八章总结与展望

8.1 内容总结

8.2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介

文章来源

类型: 博士论文

作者: 李巧萍

导师: 刘三阳

关键词: 混沌系统,自适应控制,滑模控制,事件触发,分数阶微分,多智能体系统

来源: 西安电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术,自动化技术

单位: 西安电子科技大学

分类号: O415.5;TP18;TN918

DOI: 10.27389/d.cnki.gxadu.2019.000126

总页数: 160

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不确定混沌系统的自适应网络同步与混沌多智能体系统一致性

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