基于牵制控制的复杂动力学网络的同步研究

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近几十年来,以Internet为代表的信息技术的迅猛发展,学科之间越来越广泛深入的交叉,使得复杂网络研究引起了来自各个领域的专家学者的关注,在从物理学到生物学,从工程技术到管理和社会科学的众多学科中掀起了研究复杂网络的热潮。在复杂网络同步的控制策略中,牵制控制策略,作为一种非常有实际意义,同时又简单易操作的控制方法,受到了广泛的研究。本文在前人研究工作的基础上,运用牵制控制策略,分别探讨了三类有实际意义的网络。  首先,研究了带导数耦合项和非导数耦合项复杂动力学网络的同步问题。为了实现牵制控制,我们只对其中一小部分结点施加了控制器。分别用线性反馈控制法和自适应反馈控制法来设计控制器,基于Lyapunov稳定性理论,我们推导了几种简单并有用的同步准则。最后,通过数值模拟验证了推导结果的有效性。  其次,研究了带不同结点和脉冲影响社团网络的聚类同步问题。研究了两种拓扑结构的社团网络。对于无向正权网络,为了实现聚类同步,只对社团之间有连接边的极少数点施加了控制,基于Lyapunov稳定性理论和脉冲微分方程的稳定性理论,给出了实现聚类同步的充分条件;此外,考虑了竞争合作网络的聚类同步,即带有负权酌网络,在满足一定的假设条件下,也给出了实现聚类同步的充分条件。数值模拟验证了上述理论结果的正确性和有效性。  最后,初步研究了带有分布式时滞动力学网络的牵制同步问题。通过设计合适的牵制控制器,很好地将网络控制到平衡点和混沌轨道,实现了局部同步和全局同步。基于Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法,给出了实现同步的充分条件。
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