一类时滞加权动态复杂网络的牵制同步

针对一类由Lur’e系统组成的动态复杂网络,研究其同步问题.对具有大规模节点网络中的小部分节点实施反馈控制策略,从而使整个加权时滞网络的所有节点均达到同步.基于绝对稳定性理论,分别得到了保证网络达到全局同步的时滞独立及时滞依赖稳定性判据.特别地,在某些特殊情况下,只对网络中的一个节点实施牵制控制,就可使整个网络达到同步.最后,数值仿真验证了结论的有效性.

具有切换拓扑的动态复杂网络的同步控制

针对一类耦合拓扑集合给定的动态复杂网络模型,研究在网络通过给定耦合拓扑集合中的任一拓扑进行耦合均不能实现同步时,如何通过在给定耦合拓扑集合中拓扑之间的切换来实现网络的同步。通过构建合适的Lyapunov函数给出了网络实现同步所需要满足的条件和相应的耦合拓扑切换规则。与已有的研究结果相比,本文所研究的动态复杂网络的耦合拓扑矩阵具有更为一般的形式,而且无需满足已有研究成果对耦合拓扑矩阵的限制条件(诸如可同时上三角化以及可同时对角化等条件)。数值仿真结果验证了所给结果的有效性和正确性。

动态复杂网络社区挖掘—选择性聚类融合算法

针对当前研究动态复杂网络的热点问题,提出了一种基于选择性聚类融合的社区挖掘算法。该算法首先将动态过程划分为相同时间间隔的快照,利用欧几里德距离、顶点权重等技术,使用一种改进的层次聚类算法加快聚类速度,得到每个快照相应的聚类结果;然后根据这些聚类结果之间的差异性,筛选聚类结果集合,为融合过程提供多样性的聚类成员;考虑到时间衰减性,设计了加权共联矩阵,使用单链接算法来得到最终的聚类结果。在随机网络和真实世界网络上对算法的计算速度和动态特征挖掘情况两方面进行实验,结果表明了该算法的可行性和有效性。

时变时滞奇异复杂动态网络的间歇控制与同步

利用周期性间歇控制策略研究了具有时变时滞的奇异复杂动态网络的指数同步问题.通过构建Lyapunov-Krasovskii泛函,推导出驱动系统和响应系统的指数同步判据;然后运用LMI工具箱求解线性矩阵不等式,得出了控制增益矩阵.最后,利用Runge-Kutta算法求解具有时变时滞微分代数方程,并通过数值仿真验证了结论的有效性.

具有动态出链路的复杂动态网络节点滑模跟踪控制

复杂动态网络可视为由多个子系统(抽象为节点)组成的大系统,节点之间通过链路关系相互耦合,因而时变链路关系会对节点的动态行为产生影响。为此考虑具有时变链路的复杂动态网络,将网络链路关系视为动态系统,在链路与节点间的动态耦合关系的辅助作用下,采用滑模变结构方法设计节点控制器,实现节点的渐近跟踪控制。然后通过一个实例仿真验证了所提控制策略的有效性。与几种现有方法相比,本文方法的优势是在节点子系统中考虑了未知的外部干扰与系统不确定性,并通过构造链路系统的辅助参考跟踪目标,助力节点控制器完成跟踪控制任务。

考虑执行器饱和的复杂动态网络鲁棒采样切换控制

随着计算机和网络技术的发展,复杂动态网络鲁棒采样切换控制受到广泛关注。探讨了在执行器饱和情况下不确定切换复杂动态网络的非周期采样控制问题。由于采样间隔上限受到停留时间的限制,采样数据控制器模式和系统模式之间的异步问题可能是由采样间隔内切换的子系统引起的。通过考虑无切换的采样间隔和有切换的采样间隔,分别构建了参数相关的李雅普诺夫闭环泛函。在平均停留时间的定义下,借助所构造的泛函,给出了不确定切换复杂动态网络误差系统的均方指数稳定性判据。此外,基于稳定性准则,针对执行器饱和情况下的不确定切换复杂动态网络,设计了全新的异步非周期采样控制器。根据提出的稳定性条件并采用非周期采样控制器设计方法,保证了不确定切换复杂动态网络与目标节点指数同步。最后,将利用蔡氏电路的算例与其他类似方法进行了对比,验证了所提方法的有效性,同时证明了利用所提方法得到的最大允许采样区间较大。

一种基于图论的复杂网络演化分析算法

复杂网络建模、分析和应用已经成为多个领域的重要研究内容,大部分研究工作集中于静态网络上。而复杂网络本质上是随着时间动态变化的,分析动态复杂网络可以更深入地理解复杂系统。研究了动态复杂网络相邻时刻网络的演化情况,提出了一种基于网络元素、hub节点和稠密子图的量化网络变化的方法以及一种基于种子扩展的稠密子图抽取算法。在模拟网络数据和实际网络数据上的试验结果表明:该方法可以有效刻画网络之间的变化,且该方法可以扩展到一般的网络比较问题。

具有不同节点的复杂动态网络有限时间部分状态分量同步控制

针对一类由不同节点组成的复杂动态网络,提出了一种分散控制策略以实现有限时间部分状态分量同步(只考虑网络中每个节点的部分状态分量在有限时间内达到同步)。首先,为了方便理论分析及推导,引入了一个特殊对角矩阵来表述每个节点所需关注的状态分量。其次,基于此特殊对角矩阵,给出了有限时间部分状态分量同步的定义。与有限时间同步相比,有限时间部分状态分量同步更广泛。再次,结合控制理论以及有限时间稳定性定理,提出了分散控制策略使网络实现有限时间部分状态分量同步。最后,通过一个仿真例子,验证了控制方法的有效性与正确性。

具有非线性耦合函数的时变时滞复杂网络的渐近输出同步

利用分散自适应输出反馈控制的方法,研究了一类具有不同维数节点、非线性内耦合函数和时变时滞的复杂动态网络的渐近输出同步控制问题.针对网络模型的外部耦合矩阵是时变、非零行和、非对称的情况,设计了有效的分散自适应输出反馈控制器.利用Lyapunov稳定性理论和Barbalat’s引理,证明了网络渐近输出同步的分散输出反馈控制方案的正确性.最后,利用数值仿真实例验证了所提结果的有效性和可行性.

基于连接关系动态的复杂网络外同步控制

针对两个复杂动态网络,在驱动网络内部动态和连接关系均有界未知的情况下,本文借助于给定的外部辅助矩阵信号,为响应网络构造了相应的动态连接关系和节点自适应控制器,实现了驱动网络与响应网络间的外同步.与现有文献相比,本文所构造的控制策略不仅保证了驱动网络与响应网络之间对应节点的状态渐近趋同,而且还保证了响应网络的连接拓扑矩阵渐近趋向给定的外部辅助矩阵信号,这意味着在驱动网络与响应网络间实现了外同步的同时,响应网络的最终拓扑能够按照事先指定的方式呈现.最后,通过数值仿真验证了本文的有效性.

复杂动态网络同步控制及其在信息物理系统中的应用

信息物理系统是一个高度复杂的物理系统,物联网被认为是信息物理系统的一种简约应用。基于复杂动态网络及其同步控制思想,研究信息物理系统中的控制问题。首先,阐述复杂动态网络模型、复杂动态网络同步控制、网络故障诊断;其次,提出信息物理系统中的控制问题,分析复杂动态网络同步控制技术在信息物理系统控制中的应用;最后,对信息物理系统中控制问题的研究提出建议。

复杂动态网络指数采样同步控制

利用Lyapunov-Krasovskii泛函方法以及线性矩阵不等式方法,研究具有时变时滞复杂动态网络的指数采样同步控制问题。首先,建立包含更多时滞信息以及采样间隔信息的Lyapunov-Krasovskii泛函,运用更优积分不等式方法处理泛函导数中的积分二次型项,获得一种新的保证误差系统指数同步的稳定性判据。其次,基于此判据设计保证系统同步稳定的采样控制器。仿真结果表明:所得判据具有更小保守性,且采样控制器可行。

两个分数阶复杂动态网络的函数投影同步

复杂网络的同步问题是复杂网络研究的热点之一,本文研究了两个分数阶复杂网络间的函数投影同步问题.分别针对网络模型参数已知和参数未知两种情况,利用自适应控制技术和分数阶系统稳定性理论,设计自适应控制器,使两个分数阶复杂动态网络实现函数投影同步.最后利用数值仿真验证所提出方法的有效性.

复杂动态网络的建模、分析与控制研究综述

对信息领域复杂网络的建模、分析与控制方面的研究进展进行了全面的综述,指出了该领域的研究热点和难点,明确了其中存在的重点问题,并指出了今后有意义的研究方向及其可能的解决办法．

含时滞的复杂动态网络模型的指数同步

研究了一类含时滞的复杂网络的指数同步问题,通过构造李雅普诺夫函数和一定的计算技巧,不仅给出了线性反馈控制器的设计方法,而且保证了驱动—响应网络模型的指数同步.最后,用仿真算例验证了所给方法的有效性.

多频采样复杂动态网络的自适应状态观测器设计

针对输出信号经多频采样器传输到观测器端,考虑信息传输过程中会受到不确定的扰动,研究了复杂动态网络的自适应状态观测器设计问题。将多频采样过程描述为个概率已知的Bernoulli序列,采用输入时延的方法,将采样器的输出信号描述成时延信号。通过Lyapunov稳定性理论和随机分析方法,得到复杂动态网络自适应观测器的设计准则。复杂动态网络状态估计误差在零点的一个很小的邻域范围内。最后,通过一个数值仿真实例,验证了本文所提出的自适应观测器在多频采样条件下,能够很好地抑制信道扰动。

复杂动态网络自适应有限时间同步控制

本文利用自适应控制的方法,研究了复杂动态网络有限时间同步控制问题.针对网络的耦合权重已知和耦合权重未知两种情况,分别设计了相应的自适应控制器和参数自适应律.利用有限时间稳定性定理和Lyapunov稳定性理论,证明了复杂动态网络的误差动态系统是有限时间稳定的,并给出了同步过渡时间上界的估计.最后,利用数值算例验证了本文结论的有效性.

复杂动态网络环境下控制理论遇到的问题与挑战

以漫谈的方式讨论复杂动态网络环境下传统控制理论所遇到的一些新问题与新挑战.具体地,本文首先介绍现代网络科学与工程的背景,然后讨论复杂动态网络的牵制控制、有向复杂网络的能控性以及"网络的网络"的建模与控制等三个方面的相关科学研究问题.

时滞耦合和非时滞耦合的奇异复杂动态网络之同步性准则(英文)

本文利用李雅普诺夫稳定性理论,对时滞耦合和非时滞耦合的奇异复杂动态网络之同步获得了一些新的充分条件.这些条件均可转化为求解一组线性矩阵不等式(LMI).在降低准则保守性的过程中,本文充分运用了矩阵函数的凸性和自由权重矩阵理论.最后给出了两个数例;与已有文献做了比较,说明本文结论的有效性,以及较低的保守性.

带有通信噪声的随机时延复杂动态网络的H_∞控制

考虑到复杂动态网络节点之间信息传输不可避免地受到信道噪声干扰以及传输时延的随机发生,提出了一种新的控制策略,使复杂动态网络在均方意义下渐近稳定,且满足一定的H∞性能指标.将复杂动态网络的节点信息在传输过程中存在的时延描述成Markov链形式,利用Lyapunov稳定性理论、随机分析理论与H∞控制方法,建立了随机时延复杂动态网络控制器存在准则.最后,以Lorenz混沌系统作为节点动力学,构造复杂动态网络,并且用数值仿真的方法验证了所提出的控制器能够将具有随机时延且受到通信噪声扰动的复杂动态网络渐近稳定在平衡点,满足一定H∞性能指标要求.