基于Lyapunov指数的舰船电力系统稳定性分析

判断系统混沌的方法较多,Lyapunov指数方法是一种定量的判定混沌的方法.建立了舰船电力系统两机并联的非线性数学模型,用Jacobian算法计算电力系统存在电磁功率扰动情况下的Lyapunov指数谱,并画出了在扰动因子b变化下的系统相位图.仿真结果表明,在扰动因子b不断增加的过程中,系统经历了倍周期分岔到混沌的动态过程.当b=1.27时,系统出现了混沌振荡,相应的相位图正好形象地说明了这一点.     

船舶电力系统的混沌振荡分析

为了研究船舶电力系统在周期电磁扰动下发生混沌振荡的规律,应用Poincare映射法给出了系统发生混沌的必要条件,同时应用Lyapunov指数判别系统在扰动下的动态行为,得出了系统发生混沌时扰动幅值和扰动频率的取值范围.仿真结果表明,Poincare映射法简单直观,可以给出系统运行的具体形式,同时和Lyapunov指数法相结合可以为抑制或消除船舶电力系统中的混沌提供数值计算依据.     

舰船电力系统混沌运动的数值分析

为了研究舰船电力系统在周期电磁扰动下会发生混沌振荡的规律,应用Melnikov和Lyapunov指数两种方法对系统进行了混沌数值分析.Melnikov方法给出了不变流形和不稳定流形横截相交的必要条件,从而判断混沌运动的发生,同时应用Lyapunov指数,判别在扰动下的系统动态行为.仿真结果表明,Melnikov方法能给出系统发生混沌的解析条件,但仅为必要条件,而充要条件则由Lyapunov指数给出.     

舰船辐射噪声的混沌特性检验

为提取舰船目标辐射噪声混沌特征,实现对舰船目标的自动识别,首先需要对舰船辐射噪声的混沌特性进行检验。采用一种改进的Lyapunov指数谱估计方法,计算其最大Lyapunov指数是否大于零,以及所有的Lyapunov指数之和是否小于零来判定噪声时间序列是否具有混沌特性。采用三类舰船目标辐射噪声作仿真计算,仿真结果表明三类舰船辐射噪声都具有一定的混沌特性,该结论为下一步基于混沌预测的目标检测以及提取舰船辐射噪声非线性混沌特征等工作奠定了理论基础。     

图像块混沌特征在海面运动目标检测中的应用

为了消除舰船目标检测中海面背景的影响,提出了一种基于图像块混沌特征的目标检测算法.该算法利用小数据量法计算图像块的最大Lyapunov指数,分析运动目标存在时背景信号混沌特征的变化,检测淹没在混沌背景信号中的目标信号.实验采用400帧图像进行检测,检测率为100%,虚警率为5%.结果表明,算法能有效地检测出海面背景下的舰船目标.     

基于混沌分析法的舰船电力系统稳定性研究

对舰船电力系统进行分析建模,并根据电力系统模型状态的非线性混沌特征,结合模型幅值扰动参数,分析出混沌现象产生的原因和影响因素。在此基础上,有针对性地利用自适应反演算法在模型中引入适当的控制器,有效地避免电力系统运行中因干扰进入混沌震荡状态,保证了舰船电力系统的正常运行和舰船的安全稳定。研究结果表明,即使舰船电力系统出现混沌现象时,也可以根据其特征状态进行有效的稳定性控制,保持舰船的综合性能。     

基于自适应Backstepping方法的舰船电力系统混沌控制

将自适应Backstepping方法运用到舰船电力系统的混沌运动的控制中,可以将混沌系统稳定在平衡点,从而达到对船舰电力系统混沌运动的有效控制。根据船舰电力系统应用模型,该文设计了自适应控制器,当舰船电力系统处于混沌运动时该控制器自动开启。数字仿真表明该方法能够达到迅速抑制混沌的目的。     

舰船惯导航行数据的重构及混沌特性分析

针对现有舰船航行数据处理研究中,对数据内在属性及不同数据间相关性研究不够深入的问题,应用不同方法对舰船惯导航行数据进行了相空间重构及比较分析。分析结果表明,C-C方法对船舶惯导航行数据的重构效果较好。在此基础上,进行了惯导数据的混沌特性定性分析,并计算了惯导数据的最大Lyapunov指数,对舰船惯导数据进行了混沌动力学特性研究。分析结果证实了舰船航行数据具有较为典型的混沌特性,为进一步研究采用混沌控制等方法对舰船航行中的混沌状态进行控制提供必要的数据基础和比较依据。     

船舶电力系统自适应Backstepping混沌控制

为了抑制船舶电力系统在周期电磁扰动下可能产生的混沌振荡,在两机并联模型的基础上,应用自适应Backstepping方法设计了系统的混沌控制器。应用Lyapunov稳定性理论证明了在该控制器作用下,系统能够保持闭环渐进稳定。仿真结果表明,混沌控制器能够以较快的收敛速度抑制系统中的混沌,使系统状态迅速稳定在平衡点,同时还能够以较快的速度辨识出导致系统产生混沌的参数。     

海上保密信号中的混沌自适应同步算法研究

以海上安全通信为应用背景,对混沌理论在保密信号中的应用进行研究,提出一种基于混沌自适应同步算法的海上通信加密方法。分别介绍混沌的定义、常用的混沌系统以及Lyapunov指数混沌判断方法,并给出基于混沌同步算法的海上通信系统设计框图。实验结果表明,本文提出的方法具有一定的有效性和实用性。