多互联复杂动态网络一致性分析与控制
本文选题:一致性 + 多互联系统 ; 参考:《北京工业大学》2016年硕士论文
【摘要】:复杂性和复杂网络是当今科学界重点研究的课题之一,其将复杂系统概括为由相互作用的多个节点组成的网络系统。其中一致性是复杂动态网络中典型的集体行为,也是复杂网络最重要的动力学特性之一。所谓一致性问题是指如何基于局部信息交换的多智能体系统达到状态一致。在控制领域中,多智能体系统一致性问题是协调控制的重要问题之一。本文针对动态网络系统的一致性问题进行了研究,考虑了多智能体间多通讯对应的多互联动态网络系统在固定拓扑、马尔科夫随机跳变拓扑下的一致性问题,给出了系统的一致性判据,且设计了静态输出反馈控制器。主要工作包括以下几个方面:(1)针对状态互联和控制器互联的多互联动态网络线性系统进行一致性分析与控制。基于部分变元稳定性理论,利用线性变换矩阵对线性网络系统进行处理将系统一致性问题转换成部分稳定性问题。在状态互联与控制器互联结构相同情况下,将所得大系统的部分稳定性问题分解成几个独立的线性系统稳定性问题,采用Lyapunov方法和投影定理得到了基于LMI的一致性判据,且通过此判据可得到静态输出反馈控制器参数。进一步,考虑了带有互联参数不确定性的线性动态网络系统的一致性问题。给出了基于LMI的一致性判据及静态输出反馈控制器的设计方法。(2)考虑线性互联和非线性互联的多互联非线性动态网络系统的一致性问题。节点系统是Lure型的非线性系统。采用(1)中的线性变换矩阵将非线性网络系统的一致性问题转换成部分稳定性问题。基于圆判据得到了整个网络系统一致的频域判据,再运用KYP引理和Schur补引理给出了基于LMI的时域判据,提出了静态输出反馈控制器的设计方法。同时研究了系统具有互联参数不确定性和非线性参数不确定性的一致性问题。得到了相应的频域判据、基于LMI的时域判据及静态输出反馈控制器的设计方法。(3)对具有通信时滞、马尔科夫随机跳变拓扑的多互联动态网路系统,进行一致性分析与控制。其中考虑连续的马尔科夫链转移速率矩阵是含有部分未知元素。首先应用(1)中的线性变换矩阵对网络系统一致性问题进行转换,其次对每个模态下的系统,选择适当的Lyapunov-Krasovskii泛函分别得到线性系统和非线性系统的基于双线性矩阵不等式的一致性判据,并且通过迭代算法得到静态输出反馈控制器增益。
[Abstract]:Complexity and complex network is one of the most important research topics in the scientific community nowadays, which generalizes the complex system into a network system composed of multiple nodes of interaction. Consistency is a typical collective behavior in complex dynamic networks, and it is also one of the most important dynamic characteristics of complex networks. The so-called consistency problem refers to how to achieve state consistency in a multi-agent system based on local information exchange. In the field of control, the consistency of multi-agent system is one of the important problems of coordinated control. In this paper, the consistency problem of dynamic network systems is studied, and the consistency problem of multi-interconnected dynamic network systems corresponding to multi-agent communication under fixed topology and Markov random jump topology is considered. The consistency criterion of the system is given, and the static output feedback controller is designed. The main work includes the following aspects: (1) Conformance analysis and control for multi-interconnected dynamic linear network systems with state interconnection and controller interconnection. Based on the partial argument stability theory, the linear transformation matrix is used to deal with the linear network system. The consistency problem of the system is transformed into the partial stability problem. In the case of the same structure of state interconnection and controller interconnection, the partial stability problem of large scale system is decomposed into several independent linear system stability problems. The consistency criterion based on LMI is obtained by using Lyapunov method and projection theorem. The static output feedback controller parameters can be obtained by this criterion. Furthermore, the consistency problem of linear dynamic network systems with interconnected parameter uncertainty is considered. The consistency criterion based on LMI and the design method of static output feedback controller are given. The node system is a nonlinear system of Lure type. The consistency problem of the nonlinear network system is transformed into a partial stability problem by using the linear transformation matrix in this paper. Based on the circle criterion, the consistent frequency domain criterion of the whole network system is obtained. Then the time-domain criterion based on LMI is given by using KYP Lemma and Schur complementary Lemma, and the design method of static output feedback controller is presented. At the same time, the consistency problem of the system with interconnected parameter uncertainty and nonlinear parameter uncertainty is studied. The corresponding frequency-domain criterion, based on the time-domain criterion of LMI and the design method of static output feedback controller, are obtained. The consistency analysis and control of multi-interconnected dynamic network systems with communication delay and Markov random jump topology are carried out. The continuous Markov chain transfer rate matrix is considered to contain some unknown elements. First, the linear transformation matrix is used to transform the consistency problem of the network system, and then, for the system in each mode, the linear transformation matrix is used to transform the consistency problem of the network system. The consistency criteria based on bilinear matrix inequalities for linear systems and nonlinear systems are obtained by selecting appropriate Lyapunov-Krasovskii functional, and the static output feedback controller gain is obtained by iterative algorithm.
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O157.5
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李涛;于晓楠;;延迟复杂动态网络的稳定性研究[J];网络安全技术与应用;2011年08期
2 郑海青;井元伟;;一类复杂动态网络的鲁棒H_∞同步[J];复杂系统与复杂性科学;2011年03期
3 徐蜜;高红伟;王桂荣;尹连领;宣海;;设计者全局最优的动态网络设计及防御准则[J];青岛大学学报(自然科学版);2012年02期
4 高琳;杨建业;覃桂敏;;动态网络模式挖掘方法及其应用[J];软件学报;2013年09期
5 柳亭;褚衍东;张建刚;李红敏;;复杂动态网络的牵制同步控制[J];燕山大学学报;2010年05期
6 陈关荣;;复杂动态网络环境下控制理论遇到的问题与挑战[J];自动化学报;2013年04期
7 段文勇;蔡晨晓;邹云;尤静;;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)[J];控制理论与应用;2013年08期
8 程丛电;李振鹏;邱美玲;;一类耦合动态网络的自适应性渐近同步与稳定(英文)[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2014年02期
9 冯国瑞;;规律:复杂的动态网络系统[J];首都师范大学学报(社会科学版);2007年02期
10 李红敏;褚衍东;张建刚;王华萍;柳亭;;带有时滞(向量)函数的复杂动态网络的同步[J];河南师范大学学报(自然科学版);2011年05期
相关会议论文 前10条
1 朱陈平;孔辉;李莉;古志鸣;熊诗杰;;耦合演化动态网络的稳定效率与反选举人模型[A];2009年第五届全国网络科学论坛论文集[C];2009年
2 徐式蕴;杨莹;;一类复杂动态网络的全局鲁棒H_-/H_∞同步[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
3 卢剑权;Daniel W.C.Ho;曹进德;;脉冲动态网络的一个统一同步标准[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
4 刘斌;雷鸣;余沛;冯春;;具有多藕合时滞的不确定脉冲动态网络的鲁棒指数同步[A];2006全国复杂网络学术会议论文集[C];2006年
5 汪小帆;苏厚胜;;复杂动态网络控制研究进展[A];第四届全国网络科学学术论坛暨研究生暑期学校论文集[C];2008年
6 张海涛;陈志强;周涛;;二阶动态网络的模型预测一致性控制策略研究[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
7 廖丙连;蒋国平;;具有不同拓扑结构的时滞耦合复杂动态网络同步控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 陈姚;吕金虎;;复杂动态网络的有限时间同步[A];第五届全国复杂网络学术会议论文(摘要)汇集[C];2009年
9 李常品;陈关荣;周天寿;;带非线性内部耦合函数的复杂动态网络的同步注记[A];第二届全国复杂动态网络学术论坛论文集[C];2005年
10 雷晓;蒋国平;张跃;;复杂动态网络不稳定平衡点的输出反馈牵制控制[A];第24届中国控制与决策会议论文集[C];2012年
相关重要报纸文章 前1条
1 周海龙;秦电:动态网络图实时演示检修进度[N];华北电力报;2005年
相关博士学位论文 前8条
1 赵耀培;动态网络环境下服务组合优化方法的分析与研究[D];北京科技大学;2016年
2 郝修清;几类复杂动态网络的同步与学习控制[D];西安电子科技大学;2015年
3 郭晓永;复杂动态网络的自适应同步控制研究[D];西安电子科技大学;2013年
4 陈卓;动态网络上的演化博弈研究[D];上海交通大学;2012年
5 张丽丽;具有相似节点的复杂动态网络镇定与同步控制研究[D];广东工业大学;2014年
6 仲伟松;几类复杂动态网络的若干动力学问题的研究[D];东北大学;2012年
7 朱会宾;复杂动态网络的同步控制及应用[D];江南大学;2011年
8 朱牧;复杂网络中社区发现关键技术研究[D];中国矿业大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 张阳扬;面向微博突发事件发现的自适应社区检测算法研究及系统实现[D];西南交通大学;2015年
2 吴杰;混沌系统及复杂动态网络的有限时间同步问题研究[D];中国矿业大学;2015年
3 朱雪梅;动态网络中自适应社区检测算法研究[D];云南大学;2016年
4 顾婵媛;几类具有时滞的复杂动态网络的外部同步控制分析[D];电子科技大学;2016年
5 马志才;复杂动力学系统的同步问题研究[D];中国矿业大学;2016年
6 张博嘉;多互联复杂动态网络一致性分析与控制[D];北京工业大学;2016年
7 陈媛;存在内部丢包的离散复杂动态网络状态估计和同步设计[D];南京邮电大学;2016年
8 顾瑜;随机噪声环境下的复杂动态网络外部同步[D];南京邮电大学;2013年
9 曹素雯;基于牵制控制的时延复杂动态网络外部同步研究[D];南京邮电大学;2013年
10 韦庆阳;随机耦合的复杂动态网络控制[D];南京邮电大学;2013年
,本文编号:1918945
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/yysx/1918945.html