Colpitts混沌电路的线性反馈控制及自适应反馈控制
2021-07-02张中华周健博付景超
张中华,周健博,付景超
(东北电力大学理学院,吉林 吉林 132012)
自洛伦兹提出第一个混沌模型[1]以来,人们对于混沌系统的研究取得了飞速发展,其中混沌系统的研究方向也出现了分支:量子混沌[2-5]、混沌耦合与同步[6-9]、混沌吸引子[10-13]、混沌控制[14-16]等.1983年,蔡少棠教授提出了一种简单的非线性电子电路设计,即著名的蔡氏电路[17].1994年,爱尔兰学者Kennedy教授首次发现了Colpitts电路可以在工作时产生混沌振荡[18],此后Colpitts混沌电路[19]逐渐被人们关注,并成为一个研究热点.近些年来,已有许多学者对于Colpitts混沌电路的动力学行为进行了深入的研究[20-21].研究表明Colpitts振荡电路在许多领域都有广阔的应用前景,最显著的就是微波频段混沌信号发生器.由于Colpitts混沌电路产生的混沌信号带宽更宽、频率更高,因而更符合超宽带通信与混沌雷达等应用领域的需要[22].同时,对于Colpitts混沌电路的控制方法[23-24]的研究也开始变得引人瞩目.本文通过数值仿真对Colpitts混沌系统[25]的混沌现象的进行了验证,并设计了线性反馈控制器和自适应反馈控制器稳定Colpitts混沌系统,仿真证实了两种反馈控制的有效性.
1 Colpitts振荡电路的动力学分析
典型的Colpitts振荡电路[25]如图1所示.其中,三极管作为电路中唯一的非线性器件,是电路产生混沌振荡的核心.
Colpitts振荡电路无量纲后的数学模型为
(1)
公式中:η(y)=exp(-y)-1是唯一的非线性项.
引理1[25]该混沌电路有且只有一个平衡点S0=(0,0,0),且该平衡点当k=0.5,Q=1.4158,g=3.162 3时,Colpitts振荡电路会产生混沌振荡.
系统的混沌吸引子如图2所示;系统……
