复杂网络系统同步控制方法研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shaochao0926
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复杂网络同步行为能够解释自然界中很多复杂的现象,这对人类社会意义重大。人们对复杂网络系统同步行为的控制问题进行深入研究对消除或者增强复杂网络同步的影响有较大的现实意义。所以,本文对复杂动力网络系统同步行为进行了初步的探索,并且对几类有连续时间耦合特性的复杂网络系统的同步控制问题进行初步研究,以稳定性理论、矩阵论、控制论、微分方程理论、图论等各种知识为基础,同时运用线性状态、自适应技术以及牵制控制等方式探索了几类不同的复杂系统的同步行为,得到了复杂网络系统能够实现同步行为状态的一些判断准则,同时利用数值仿真例子检验了所得理论结果的可行性。本文主要研究工作如下:本文研究了具有线性耗散耦合特性的复杂动力网络系统的同步状态行为,给出了一种非常简单的判断标准,与学者们较为通用的矩阵方法对比在计算量上更为简单快捷,因为该方法并不用借助其他辅助工具。根据复杂网络系统中信息量十分巨大的特点,基于上述的方法,本文又给出将系统中的标量信号作为耦合变量的方式,此方法节省了网络系统信号在传导过程中所用的信道成本,有十分明显的经济意义。考虑了具有不确定特性并且带有时滞耦合特性的复杂动力网络系统的局部同步行为和全局同步行为问题。应用Lyapunov理论得出形式较为简单的自适应反馈控制器,令有不确定特性并且有时滞耦合特性的复杂系统能达到同步的状态。此外在自适应控制器设计的过程中对系统的外部耦合结构矩阵不需要任何条件的限制,并且对系统内部耦合关系特性也没有任何的要求,尤其在一致性方面。研究了拥有线性耗散耦合特性的复杂动力网络系统的牵制同步行为的问题。就网络耦合矩阵是常矩阵的两个系统,运用牵制控制的方式得出能够驱使这它们达到同步状态的充分条件。一般情况下,这两个系统称为驱动和响应系统,所得结论能较为准确的衡量需要进行牵制控制的网络节点的个数,牵制控制器的增益大小及复杂网络耦合强度这三者之间的关系,在工业生产控制中有很好的实践意义。考虑了在有不太复杂的外部干扰情形下的复杂动力网络系统的牵制同步行为的问题。实际复杂网络中普遍存在着各种干扰因素,比如物理中的随机力、实验中产生的噪声等等,这些干扰都有可能会对网络的同步性产生影响。本文综合了牵制控制方式和H_∞控制方式,对存在外界干扰情况下的状态耦合复杂网络系统的同步行为进行了初步研究。
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