|
动力系统反控制方法及其应用 本书特色
《动力系统反控制方法及其应用》详细论述了离散时间系统、连续时间系统和切换系统反控制（即混沌化）的研究方法与应用及其电路设计与实现，共20章。第1～9章主要介绍离散时间系统反控制，包括数学预备知识与混沌的基本概念，离散时间系统反控制的chen-lai算法及其电路实现，离散时间系统反控制的wang-chen算法，单峰和多峰映射，离散正弦多峰映射，线性取模运算多峰映射，混沌控制与同步，离散时间系统的单变量反控制、同步及其在混沌序列密码中的应用，高维广义超混沌猫映射及其在分组图像加密中的应用等。第10～19章主要介绍连续时间系统与切换系统的反控制，包括连续时间系统与切换系统反控制方法概述，连续时间线性系统的反控制，连续时间非线性系统的反控制，三维切换系统的反控制，四维切换系统的反控制，具有指标1鞍焦平衡点和相同特征平面的切换系统反控制，具有鞍焦型同宿轨道的混沌系统，基于切换流形的复合型混沌系统，以及基于平移、镜像反转和旋转变换构造网格多翅膀超混沌系统等内容。书中还提供了许多电路设计图、计算混沌吸引子相图、分岔图、李指数、混沌ogy控制和数字图像加密的matlab源程序，供读者学习和使用。
《动力系统反控制方法及其应用》可作为控制科学与工程、电路与系统或相关专业研究生的教材或教学参考书，也可供自然科学和工程技术领域中的高校教师和研究人员参考。
动力系统反控制方法及其应用 目录
前言
第1章 数学预备知识与混沌的基本概念
1.1 矩阵分析基础
1.1.1 对称矩阵
1.1.2 正交矩阵
1.1.3 矩阵的相似变换
1.1.4 特征值与特征向量
1.1.5 三阶矩阵的特征方程系数与特征根的关系
1.1.6 特征值的性质
1.1.7 矩阵的对角占优
1.1.8 实内积空间
1.1.9 复内积空间
1.1.10 向量范数
1.1.11 矩阵范数
1.1.12 圆盘定理
1.2 模函数运算与模函数的求导问题
1.2.1 模函数运算
1.2.2 模函数的求导问题
1.3 几个用于离散系统混沌存在性证明的引理
1.4 回归排斥子和marotto定理
1.4.1 离散时间动力系统反控制的一般形式
1.4.2 回归排斥子的定义和marotto定理的阐述
1.5 回归排斥子、同宿轨道和同宿点三者之间的关系
1.5.1 利用同宿轨道方法判断回归排斥子的存在性
1.5.2 回归排斥子与同宿点的关系
1.5.3 正向迭代和逆向迭代的作图方法
1.6 devaney混沌定义
1.7 混沌的主要特征与判据
第2章 离散时间系统反控制的chen-lai算法及其电路实现
2.1 预备知识
2.1.1 矩阵范数及其求法
2.1.2 对称矩阵和正定矩阵
2.1.3 离散与连续时间混沌系统的李指数问题
2.2 chen-lai算法描述
2.3 chen-lai算法
2.4 混沌验证:正的李指数
2.5 chen-lai算法混沌存在性的证明
2.5.1 一维线性定常系统情形
2.5.2 n维线性定常系统情形
2.5.3 n维线性时变系统情形
2.5.4 一维非线性定常系统情形
2.5.5 n维非线性定常系统情形
2.6 chen-lai算法的两个典型实例介绍及其编程方法
2.6.1 计算李指数时应注意到的问题
2.6.2 线性时不变系统的取模运算
2.6.3 非线性系统的取模运算
2.7 chen-lai算法与抛物线映射拓扑等价问题的讨论
2.8 抛物线映射与帐篷映射拓扑等价问题的讨论
2.9 chen-lai算法的推广形式
2.9.1 模函数为正弦函数的一维线性定常系统情形
2.9.2 模函数为正弦函数的n维线性定常系统情形
2.9.3 模函数为锯齿波函数的一维线性定常系统情形
2.9.4 模函数为锯齿波函数的n维线性定常系统情形
2.9.5 两个实例
2.10 有限区域条件下离散时间系统的反控制与电路实现
2.10.1 有限区域条件下模函数为正弦函数的一维离散时间系统反控制
2.10.2 有限区域条件下模函数为正弦函数的n维离散时间系统反控制
2.10.3 有限区域条件下模函数为锯齿波函数的n维离散时间系统反控制
2.10.4 电路设计与实现结果
2.11 chen-lai算法总结
第3章 离散时间系统反控制的wang-chen算法
3.1 问题的描述
3.2 锯齿波函数
3.3 一维非线性系统情形
3.4 一维线性系统情形
3.5 n维非线性系统情形
3.6 n维线性系统情形
3.7 控制器为正弦函数的情况
第4章 单峰和多峰映射
4.1 基于同宿轨道的回归排斥子存在性判别方法
4.1.1 原函数和逆函数相对应的排斥不动点和吸引不动点
4.1.2 回归排斥子存在性判别方法
4.2 抛物线单峰映射
4.3 抛物线映射的电路实现
4.4 帐篷单峰映射
4.5 离散正弦单峰映射
4.6 离散正弦映射的电路实现
4.7 单峰映射的一个实例
4.8 锯齿波单峰和多峰映射
第5章 离散正弦多峰映射
5.1 一维离散正弦单峰映射
5.2 一维离散正弦多峰映射
5.3 n维离散正弦映射及其标准形式
5.4 n维离散正弦多峰映射
5.5 回归排斥子数量与李指数及混沌行为的关系
第6章 线性取模运算多峰映射
6.1 一维线性取模运算多峰映射
6.2 n维线性取模运算映射及其标准形式
6.3 n维线性取模运算多峰映射中的多回归排斥子
6.4 回归排斥子数量与李指数及混沌行为的关系
第7章 混沌控制与同步
7.1 混沌控制与同步的基本概念
7.2 反馈方法控制混沌——ogy控制
7.2.1 ogy控制的基本思想
7.2.2 抛物线映射的ogy控制
7.2.3 用ogy方法实现对不稳定不动点的镇定
7.2.4 用ogy方法实现对周期轨道的镇定
7.3 henon映射的ogy控制
7.3.1 计算第1个平衡点对应的es、hts、eu、htu的数学表达式
7.3.2 计算第2个平衡点对应的es、hts、eu、htu的数学表达式
7.3.3 henon映射不稳定不动点ogy控制的程序及仿真结果
7.4 henon映射的电路实现
7.5 现代控制理论中的状态反馈和极点配置
7.5.1 状态反馈控制的系统结构与数学描述
7.5.2 连续系统中闭环极点的配置
7.5.3 离散系统中闭环极点的配置
7.6 ogy方法的改进形式
7.7 连续变量反馈控制混沌
7.8 时间延迟反馈控制混沌
7.9 非反馈信号控制混沌
7.9.1 用周期信号的频率控制非自治系统中的混沌
7.9.2 用周期信号的相位控制非自治系统中的混沌
7.9.3 周期信号频率和相位控制非自治系统中混沌的一般规律
7.9.4 用周期信号控制自治系统中的混沌
7.10 混沌同步
7.10.1 同结构系统的驱动——响应式混沌同步
7.10.2 同结构系统的反馈驱动混沌同步
7.10.3 广义混沌同步
第8章 离散时间系统的单变量反控制、同步及其在混沌序列密码中的应用
8.1 离散时间系统的单变量反控制
8.2 两个实例
8.3 离散时间系统单变量反控制的同步
8.4 基于离散时间混沌序列密码的图像加密和解密
8.5 混沌序列密码图像加密和解密的设计与硬件实现
8.5.1 arm9开发平台简介
8.5.2 嵌入式系统开发流程
8.5.3 混沌序列密码数字图像加解密系统设计
8.5.4 硬件实现结果
8.6 离散时间混沌序列密码图像加密和解密的程序
第9章 高维广义超混沌猫映射及其在分组图像加密中的应用
9.1 引言
9.2 n维广义超混沌猫映射及变换矩阵的构造
9.3 n维广义猫映射的混沌存在性
9.4 密钥空间大小的计算
9.5 基于n维广义超混沌猫映射的数字图像加密算法
9.6 数值实验与安全性能分析
9.6.1 数值实验分析与结果
9.6.2 密钥空间分析
9.6.3 密钥雪崩效应分析
第10章 连续时间系统与切换系统反控制方法概述
10.1 问题的提出
10.2 研究目的和意义
10.3 国内外研究现状及分析
10.3.1 广义混沌控制:混沌控制、混沌同步与混沌反控制
10.3.2 离散时间系统的反控制研究进展
10.3.3 连续时间系统的反控制研究进展
10.4 亟待解决的前沿热点问题及分析
10.5 应用前景
10.6 研究目标
10.7 需要解决的关键问题
10.8 两类反控制问题的对比研究方法
10.9 建立在混沌存在性判据层面上的一般研究方法
10.10 混沌控制与反控制辩证统一的研究方法
第11章 连续时间线性系统的反控制
11.1 引言
11.2 问题的提出
11.3 连续时间系统反控制的一般原理与设计准则
11.3.1 一般原理
11.3.2 设计准则
11.4 几个典型的设计实例
11.4.1 三维连续时间系统的反控制
11.4.2 四维连续时间系统的反控制
11.4.3 五维连续时间系统的反控制
11.5 异宿轨的存在性证明
第12章 连续时间非线性系统的反控制
12.1 引言
12.2 问题的提出
12.3 连续时间非线性系统反控制的一般设计原理与设计准则
12.3.1 一般设计原理
12.3.2 设计准则
12.4 几个典型的设计实例
12.4.1 三维连续时间非线性系统的反控制
12.4.2 四维连续时间非线性系统的反控制
12.4.3 五维连续时间非线性系统的反控制
第13章 三维切换系统的反控制
13.1 引言
13.2 两个基本线性系统及其特征
13.3 基于切换控制和异宿环构造两分段线性lü系统
13.3.1 异宿环shilnikov定理
13.3.2 基于切换控制方法构造异宿环
13.3.3 两分段线性lü系统及双翅膀混沌吸引子数值模拟结果
13.4 基于切换控制和多异宿环构造多分段线性lü系统
13.4.1 相邻平移线性系统平衡点之间通过异宿环连接的多分段线性系统
13.4.2 多分段线性lü系统及多翅膀混沌吸引子数值模拟结果
13.5 分段线性lü系统的基本动力学特征
13.5.1 耗散性
13.5.2 分段线性lü系统状态方程的求解
13.5.3 分岔图和*大李指数
第14章 四维切换系统的反控制
14.1 引言
14.2 两个基本四维线性系统的设计
14.3 基于切换控制和超异宿环构造两分段四维超混沌系统
14.3.1 基本原理
14.3.2 两分段双翅膀超混沌lorenz系统
14.3.3 两分段双翅膀超混沌chen系统
14.4 网格多翅膀超混沌广义lorenz系统族的生成
14.5 电路设计与实验结果
第15章 具有指标1鞍焦平衡点和相同特征平面的切换系统反控制
15.1 引言
15.2 具有指标1鞍焦平衡点的**类基本线性系统
15.3 具有指标2鞍焦平衡点的第二类基本线性系统
15.4 基于切换控制和异宿环构造**类分段线性混沌系统
15.5 基于切换控制和异宿环构造第二类分段线性混沌系统
15.6 构造第二类m×n分段线性混沌系统及生成多涡卷混沌吸引子
15.7 分段线性混沌系统的基本动力学特征
15.7.1 耗散性和李指数
15.7.2 分段线性混沌系统状态方程的求解
第16章 具有鞍焦型同宿轨道的混沌系统
16.1 引言
16.2 一个具有指标1的鞍焦型同宿轨道的混沌系统设计
16.3 数值模拟结果
16.4 分析与讨论
16.4.1 圆柱体v内部相轨迹运动的定性分析
16.4.2 圆柱体v外部相轨迹运动的定性分析
16.4.3 圆柱体v内部和外部相轨迹的运动分析总结
第17章 基于切换流形的复合型混沌系统
17.1 引言
17.2 复合型混沌吸引子的生成原理
17.3 复合型混沌吸引子的生成
17.3.1 lorenz-chen-lü复合型混沌吸引子
17.3.2 lorenz-chen-lü-sm-rucklidge-piecewise-lorenz复合型混沌吸引子
17.3.3 piecewise-lorenz-chen复合型多翅膀混沌吸引子
17.3.4 lorenz-chen-lü复合型多翅膀混沌吸引子
17.4 lorenz-chen-lü复合型混沌系统的电路设计和实验结果
第18章 基于平移、镜像反转和旋转变换构造网格多翅膀超混沌系统
18.1 引言
18.2 改进型双翅膀超lü系统
18.3 多翅膀超混沌lü系统的生成
18.4 通过平移变换方法构造网格多翅膀超混沌系统
18.5 利用镜像对称方法构造网格多翅膀超混沌系统
18.6 根据旋转变换方法构造环状多翅膀超混沌系统
18.7 基本的动力学分析
18.8 电路设计和实验结果
第19章 分段lorenz自治系统中网格多翅膀混沌吸引子的切换控制生成方法
19.1 引言
19.2 网格多翅膀混沌系统的切换控制设计
19.3 f(x)和f(z)的设计
19.3.1 偶对称多分段线性函数f(x)的设计
19.3.2 多分段阶梯波函数f(z)的设计
19.3.3 偶对称多分段平方函数f(x)的设计
19.4 网格多翅膀混沌吸引子的数值模拟结果
19.5 基本动力学特性
19.6 电路设计与实验结果
第20章 总结与展望
参考文献
附录a 分组图像加密和解密程序及密钥雪崩效应程序
附录b 两个不同特征平面的三维线性系统切换控制
附录c 具有相同特征平面的三维线性系统切换控制
附录d 镜像对称变换的基本原理
附录e 旋转变换公式推导
|
